МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВА В ОБЛАКЕ ФРАГМЕНТОВ ПОСРЕДСТВОМ ФРАГМЕНТАЦИИ КАПЛИ НА СЕТОЧНОЙ ПРЕГРАДЕ | Механика | композиционных | материалов и конструкций
> Том 24 > №3 / 2018 / Страницы: 437-460

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВА В ОБЛАКЕ ФРАГМЕНТОВ ПОСРЕДСТВОМ ФРАГМЕНТАЦИИ КАПЛИ НА СЕТОЧНОЙ ПРЕГРАДЕ

,

Аннотация:

Ранее экспериментально было показано, что высокоскоростное пробивание тонких стальных сеток алюминиевыми ударниками может сопровождаться образованием выбросов кумулятивного типа, вызванного движением материала ударника в стесненных условиях сквозь ячейки сетки. Интенсивность и скорость выбросов, их пространственное распределение зависят от геометрических параметров сетки и точки попадания ударника. В данной работе с помощью серии экспериментов с каплями воды, падающими на недеформируемую сетку, выполнены оценки распределения вещества капли между выбросами, образующимися по аналогичному принципу. Оценки чисел Вебера, которые характеризуют гидродинамические особенности взаимодействия жидкого или пластического ударника с преградой, сделанные для алюминия и воды, близки по значению, что позволяет использовать эксперименты с водой для моделирования процессов, протекающих в упомянутых выше высокоскоростных экспериментах. Важно отметить, что в отличие от высокоскоростных экспериментов модельные эксперименты с водой дают возможность изучать эти процессы in-situ. Для этой цели использовалось оборудования для высокоскоростной съемки, а распределение вещества между выбросами оценивалось по площади пятен, образуемых на фильтровальной бумаге фрагментами вещества капли с примесью красителей. Высокоскоростная съемка позволила оценить скорости выбросов, которые оказались выше, чем скорость капли перед столкновением. Подобный же результат был получен ранее в численных расчетах и в экспериментах для случая высокоскоростной фрагментации алюминиевого ударника. Также показано, что при фрагментации капли различие в интенсивности струй существенно сглаживается за счет перераспределения вещества между струями по сравнению с ситуацией квазистатического продавливания капли сквозь ячейки сетки. Сделана классификация распределения вещества между выбросами в зависимости от близости точки попадания к одному из центров симметрии ячейки сетки.

1