Моделирование динамики твердых частиц в облаке, образовавшемся при наземном взрыве ракеты-носителя

Abstract

В работе рассматривается моделирование динамики твердых частиц почвы в облаке, образовавшемся при наземном взрыве. Моделирование наземного взрыва для несущей фазы проводится на основе отфильтрованного нестационарного трехмерного уравнения Навье-Стокса, а также для моделирования дисперсной фазы осуществляется уравнением движения частицы с учетом силы взрыва. Построен численный алгоритм для решения задачи динамики твердых частиц в облаке, образовавшемся при наземном взрыве ракеты - носителя. Численное решение уравнения для движения частиц осуществляется конечно-разностным методом с использованием пента – диагональной матрицы. Д ля аппроксимации конвективных и диффузионных членов уравнений используется схема четвертого порядка точности O(t^3, h^4). Уравнение для давления решается методом Фурье, в комбинации с матричной прогонкой. Разработанный численный алгоритм реализован в виде программного кода на языке Фортран. Полученные результаты изменения траектории частиц по времени в зависимости от начальной турбулентной энергии взрыва ракеты-носителя (РН) позволяют достаточно точно рассчитать динамику твердых частиц по времени и определить их траекторию. Данная модель может быть применена в решениях экологических проблем, связанных с техногенными процессами и аварийными ситуациями. Данная модель может быть применена в решении проблемы в экологических задачах, связанных с техногенными процессами и аварийными ситуациями.

Keywords

• моделирование
• частицы
• взрыв
• ракета-носитель
• конечно-разностный метод
• турбулентность