Экспериментальные (лазерно-интерферометрическая методика PDV) и расчетные исследования движения частиц дисперсной фазы.


Просмотр статьи
PDF, 1,3 МБ

Experimental (laser-heterodyne method PDV) and numerical investigation of the movement of the dispersed phase.

This paper describes the use of laser-heterodyne method PDV (Photon Doppler Velocimetry) for registration of fast dynamic processes involving the movement of the dispersed phase. The PDV method is based on the Doppler effect on reflection of radiation from moving environments. Beating between biased and unbiased wave allow to register the velocity of the medium, reflects the radiation. The report describes the study of the motion of metal particles on the surface of the plate, that is run with on an explosive. The scheme of the experiment and the principles of the registration system based on the PDV. In the article describes the main results – registration of the signal from free surface and of the dispersed phase. The experimental results are compared with the results of the simulation.

PDV, dispersed phase, free surface, gasdynamic experiments

Константин Владимирович Бандуркин, Владимир Геннадьевич Каменев, Григорий Викторович Каплюков, Сергей Евгеньевич Куратов, Арсений Николаевич Кондратьев, Андрей Юрьевич Микулин, Дмитрий Борисович Рогозкин, Алексей Александрович Сережкин, Тихов А.А., Игорь Владимирович Тур

Том 16, выпуск 4, 2015 год



В данной работе описывается применение лазерно-гетеродинного метода PDV (Photon Doppler Velocimetry) для регистрации быстропротекающих газодинамических процессов, сопровождающихся движением частиц дисперсной фазы. Метод PDV основан на эффекте Доплера при отражении излучения от движущихся сред. Биения между смещённой и несмещённой волной позволяют зарегистрировать скорость движения среды, отражающей излучение. В докладе описывается исследование движения мелкодисперсных металлических частиц, расположенных на поверхности пластины, разгоняемой с помощью шашки ВВ. Приводится схема постановки эксперимента и принципы работы системы регистрации на основе PDV. Описываются основные результаты – регистрация сигнала от метаемой свободной поверхности и от дисперсной фазы. Результаты эксперимента сравниваются с результатами расчётного моделирования, на основании которых делаются выводы о корректности расчётных моделей.

PDV, дисперсная фаза, свободная поверхность, газодинамические эксперименты.

Константин Владимирович Бандуркин, Владимир Геннадьевич Каменев, Григорий Викторович Каплюков, Сергей Евгеньевич Куратов, Арсений Николаевич Кондратьев, Андрей Юрьевич Микулин, Дмитрий Борисович Рогозкин, Алексей Александрович Сережкин, Тихов А.А., Игорь Владимирович Тур

Том 16, выпуск 4, 2015 год



1 Огородников В.А., Иванов А.Г., Михайлов А.Л. и др. О выбросе частиц со свободной поверхности металлов при выходе на нее ударной волны и методах диагностики этих частиц//ФГВ, 1998, т.34, №6, 103-107.
2 В.А. Огородников, А.Л. Михайлов, В.В. Бурцев, С.А. Лобастов, С.В. Ерунов, А.В. Романов, А.В. Руднев, Е.В. Кулаков, Ю.Б. Базаров, В.В. Глушихин, И.А. Калашник, В.А. Цыганов, Б.И. Ткаченко. Регистрация выброса частиц со свободной поверхности ударно-нагруженных образцов теневым способом. 10ThInternational Conference on Fluid Control, Measurements and Visualization. August 17-21, 2010, Moscow, Russia.
3 Frontal and tilted PDV probes for measuring velocity history of laser-shock induced calibrated particles.
4 O. T. Strand, D. R. Goosman, C. Martinez, T. L. Whitworth and W. W. Kuhlow, Compact system for high-speed velocimetry using heterodyne techniques, Rev. Sci. Instrum. 77, 083108 (2006).
5 Hongbo PEI, Jianxin NIE, Qingjie JIAO. Study on the Detonation Parameters of Aluminized Explosives Based on a Disequilibrium Mulriphase Model. Central European Journal of Energetic Materials, 2014, 11(4), 491-500, ISSN 2352-1843.
6 I. Menshov and A. Serezhkin. Modelling non-equilibrium two-phase flow in elastic-plastic porous solids, 11thWorld Congress on Computational Mechanics (WCCM XI) 5th European Conference on Computational Mechanics (ECCM V) 6th European Conference on Computational Fluid Dynamics (ECFD VI) (2013).
7 Khomenko Y. P., Ischenko A. N., Kasimov V. Mathematical modelling of interior ballistic processes in barrel systems. - Novosibirsk: Publishing House of SB RAS, 1999. - 256 p.
8 S.Clain D.Rochette. First- and second order finite volume methods for the one-dimensional nonconservative Euler system JCP 228 (2009) 8214-8248.
9 Urtiew P.A., Hays B. Parametric study of the Dinamic JWL – EOS for detonation products. ФГВ №4. 1991. с. 126-127.
10 ГОСТ 5592-71 Пудра алюминиевая марки III для производства взрывчатых веществ и пиротехнических составов.
11 ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия.
12 Д.А. Ягодников, Е.И. Гусаченко. Экспериментальное исследование дисперсности конденсированных продуктов сгорания аэровзвеси частиц алюминия. Физика горения и взрыва, 2004, т.40, №2.
13 Физика взрыва / Под ред. Л.П. Орленко. Изд. 3-е, испр. В 2 т. Т.1. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 832 с. ISBN 5-9221-0219-2.
14 Экспериментальные данные по ударно-волновому сжатию и адиабатическому расширению конденсированных веществ. Справочник под редакцией Р.Ф. Трунина, РФЯЦ-ВНИИЭФ, Саров, 2001 г.
15. Городничев К.Е., Куратов С.Е., Серёжкин А.А. Эволюция возмущений фронта ударных волн и контактной поверхности при распаде разрыва на границе двух сред //Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2014. Т. 15, вып. 5. 27c. http://chemphys.edu.ru/issues/2014-15-5/articles/249/