Пространственное моделирование динамики газожидкостной пены на подвижных лагранжевых сетках в условиях ударно-волнового воздействия

Аннотация

Проведено численное моделирование и исследование динамических процессов для пространственных задач, связанных с распространением волнового импульса в водной пене и с взаимодействием воздушной ударной волны с пенным барьером. Предлагаемый метод решения основан на двухфазной модели газожидкостной смеси с использованием широкодиапазонного уравнения состояния для описания термодинамических свойств компонентов смеси. Численная реализация модели осуществлена методом сквозного счета с применением подвижных лагранжевых сеток, движущихся вместе со средой, что позволило упростить расчеты двухфазных волновых течений. Проведена верификация двумерной осесимметричной модели сравнением с расчетами, полученными на основе одномерной модели в случае сферической симметрии. Проанализированы режимы течения, приводящие к блокировке воздушных ударных волн пенными завесами, сопровождающейся образованием вихревых структур. Исследованы особенности и оценена эффективность демпфирующих свойств пены.