液态硝基甲烷中空腔坍塌期间温度场的演化。第一部分:惰性情形
计算物理
2018-04-04 v1 流体动力学
摘要
我们研究非理想炸药中空腔坍塌效应作为控制其敏感度的手段。目的是理解局部温度峰值(热点)的起源,其在点火早期阶段起关键作用。因此我们执行硝基甲烷中冲击诱导气腔坍塌的2D和3D数值模拟。点火是流体动力学与放热化学反应复杂相互作用的结果。为理解这两过程间的相对贡献,我们在本工作第一部分考虑无化学反应的物理系统演化。我们采用多相数学公式,其解释气液界面的大密度差而不产生伪温度峰值。数学和物理模型根据实验、解析和数值数据验证。先前研究确定空腔壁迎风侧撞击背风侧为腔外热点产生主因;本工作也观察到此现象。然而,显然温度场拓扑比先前认为更复杂,存在额外热点位置,源于马赫杆而非射流冲击的产生。为解释热点的产生机制与拓扑,我们跟踪生成的复杂波模式并识别每波产生的温度升高或降低。这允许将每个热点追溯至其起源。我们显示最高热点温度可超过纯物质入射后激波温度的两倍多,从而可导致点火。通过比较2D和3D模拟中域中观测到的最大温度,我们显示3D计算对于避免反应情景中延迟的点火时间是必要的。
引用
@article{arxiv.1710.02429,
title = {The evolution of the temperature field during cavity collapse in liquid nitromethane. Part I: Inert case},
author = {Louisa Michael and Nikolaos Nikiforakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.02429},
year = {2018}
}
备注
Due to the limitation "The abstract field cannot be longer than 1,920 characters", the abstract appearing here is slightly shorter than the one in the PDF file