Record Details

EXPLOSION OF ANNULAR CHARGE ON DUSTY SURFASE

Civil Aviation High TECHNOLOGIES

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title EXPLOSION OF ANNULAR CHARGE ON DUSTY SURFASE
ВЗРЫВ КОЛЬЦЕВОГО ЗАРЯДА НА ЗАПЫЛЕННОЙ ПОВЕРХНОСТИ
 
Creator A. Vladimir Levin
V. Vladimir Markov
B. Grigory Sizykh
Владимир Левин Алексеевич; МГУ
Владимир Марков Васильевич; МИАН
Григорий Сизых Борисович; МФТИ
 
Subject взрыв кольцевого заряда; подъем пыли; тушение пожара; безопасность полетов; explosion annular charge; lift the dust; fire fighting; flight safety
 
Description This problem is related to the safety problem in the area of forest fires. It is well known that is possible to extinguish a fire, for example, by means of a powerful air stream. Such flow arises from the explosive shock wave. To enhance the im- pact of the blast wave can be used an explosive charge of annular shape. The shock wave, produced by the explosion, in- creased during moves to the center and can serve as a means of transportation dust in the seat of the fire. In addition, emerging after the collapse of a converging shock wave strong updraft can raise dust on a greater height and facilitate fire extinguishing, precipitating dust over a large area. This updraft can be dangerous for aircraft that are in the sky above the fire. To determine the width and height of the danger zone performed the numerical simulation of the ring of the explosion and the subsequent movement of dust and gas mixtures. The gas is considered ideal and perfect. The explosion is modeled as an instantaneous increase in the specific internal energy in an annular zone on the value of the specific heat of explosives. The flow is consid- ered as two-dimensional, and axisymmetric. The axis of symmetry perpendicular to the Earth surface. This surface is considered to be absolutely rigid and is considered as the boundary of the computational domain. On this surface is exhibited the condition of no motion. For the numerical method S. K. Godunov is used a movable grid. One system of lines of this grid is moved in accordance with movement of the shock wave. Others lines of this grid are stationary. The calculations were per- formed for different values of the radii of the annular field and for different sizes of rectangular cross-sectional of the annular field. Numerical results show that a very strong flow is occurring near the axis of symmetry and the particles rise high above the surface. These calculations allow us to estimate the sizes of the zone of danger in specific situations.
Рассматриваемая задача связана с проблемой безопасности полетов в зоне лесных пожаров. Известно, что прекратить пожар можно, сбив пламя, например, мощным потоком воздуха. Такой поток возникает за взрывной ударной волной. Естественно предположить, что для усиления воздействия взрывной волны можно использовать заряд взрывчатого вещества кольцевой формы. Ударная волна, возникающая при взрыве такого заряда, должна усиливаться по мере движения к центру и может служить средством транспортировки ингибирующей пыли в очаг пожара. Кроме того, возникающий после схлопывания сходящейся ударной волны сильный восходящий поток сможет поднять пыль на большую высоту и способствовать гашению пламени осаждающимся ингибитором на большой площади. Этот восходящий поток может оказаться опасным для летательных аппаратов, находящихся в небе над пожаром. Для выяснения ширины и высоты опасной для полетов зоны проводится численное моделиро- вание кольцевого взрыва и последующих за этим движений пылегазовых смесей. Газ считается идеальным и со- вершенным. Взрыв моделируется мгновенным повышением удельной внутренней энергии в кольцевой области на величину удельного тепловыделения взрывчатого вещества. Течение рассматривается как двумерное и осесиммет- ричное. Для описания движения неравновесной пылегазовой смеси в рамках модели взаимопроникающих конти- нуумов используются уравнения Эйлера в цилиндрической системе координат. Ось симметрии перпендикулярна поверхности, которая считается абсолютно жесткой и является границей расчетной области. На ней выставляется условие непротекания. Для численных расчетов используется метод С.К. Годунова с движущейся сеткой и явным выделением головной ударной волны в качестве границы зоны вычисления. Одна система линий расчетной сетки перемещается в соответствии с движением этой ударной волны, а другая остается неподвижной. Расчеты проведе- ны при различных величинах радиусов кольцевой области и размеров ее прямоугольного поперечного сечения. Численные результаты показывают, что кумуляция потока происходит вблизи оси симметрии, и в результате силь- ная ударная волна распространяется вверх вдоль оси симметрии, и частицы поднимаются высоко над поверхно- стью. Эти расчеты позволяют оценить для типичных ситуаций размеры опасной зоны.
 
Publisher Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)
 
Date 2017-05-03
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
 
Format application/pdf
 
Identifier http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1063
 
Source Civil Aviation High TECHNOLOGIES; Том 20, № 2 (2017); 109-116
Научный вестник МГТУ ГА; Том 20, № 2 (2017); 109-116
2542-0119
2079-0619
 
Language rus
 
Relation http://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1063/942
Рычков А.Д. Моделирование работы твердотопливного импульсного генератора аэро- золей при тушении возгорания метановоздушной смеси в штреках угольных шахт // Физика го- рения и взрыва. 2013. Т. 49, № 1. С. 24-30
Федоров А.В., Тропин Д.А. Моделирование прохождения детонационной волны че- рез облако частиц в двухскоростной двухтемпературной постановке // Физика горения и взрыва. 2013. Т. 49, N 2. С. 61-70
Федоров А.В., Тропин Д.А. Определение критического размера облака частиц, необхо- димого для подавления газовой детонации // Физика горения и взрыва. 2011. Т. 47, № 4. С. 100-108
Markov V.V. A New Numerical Method for Two - Phase Flows. Poland, 5-th Int. Coll. On Dust Explosions, 1993, 57 p
Годунов C.К., Забродин А.В., Прокопов Г.П. Разностная схема для двумерных задач газовой динамики и расчет обтекания с отошедшей ударной волной // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1961. № 6. С. 1020-1050
Численное решение многомерных задач газовой динамики / С.К. Годунов, А.В. Забро- дин, М.Я. Иванов, А.Н. Крайко, Г.П. Прокопов. М.: Наука, 1976. 400 с
Белоцерковский О.М., Давыдов Ю.М. Метод крупных частиц в газовой динамике. М.: Наука, 1982. 392 с
Рахматулин Х.А. Основы газодинамики взаимопроникающих движений сжимаемых сред // ПММ. 1956. Т. 20, вып. 2. С. 184-195
Численный анализ движения и газификации частиц пылегазовой смеси за ударной волной при явлениях взрывного характера / В.П. Коробейников, В.В. Марков, И.С. Меньшов, И.В. Семенов // Математическое моделирование. Проблемы и результаты / под ред. О.М. Бело- церковского. М.: Наука, 2003. С. 435-455
Коробейников В.П., Марков В.В., Cизых Г.Б. Численное решение двухмерных неста- ционарных задач о движении горючей пылегазовой смеси // ДАН. 1991. Т. 316, № 5. С. 1077-1081
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).