Модель детонации ЗНД

Модель детонации ЗНД — одномерная модель процесса детонации взрывчатого вещества . Она была предложена во время Второй мировой войны независимо Яковом Зельдовичем , ^[1] Джоном фон Нейманом , ^[2] и Вернером Дёрингом , ^[3] отсюда и название.

Эта модель допускает конечную скорость химических реакций, и, таким образом, процесс детонации состоит из следующих стадий. Сначала бесконечно тонкая ударная волна сжимает взрывчатое вещество до высокого давления, называемого пиком фон Неймана . В точке пика фон Неймана взрывчатое вещество все еще остается непрореагировавшим. Пик отмечает начало зоны экзотермической химической реакции, которая заканчивается в состоянии Чепмена-Жуге . После этого продукты детонации расширяются назад.

В системе отсчета, в которой ударная волна неподвижна, поток, следующий за ударной волной, является дозвуковым . Благодаря этому, энергия, выделяющаяся за ударной волной, может акустически передаваться к ударной волне для ее поддержки. Для самораспространяющейся детонации ударная волна релаксирует до скорости, заданной условием Чепмена-Жуге, которое заставляет материал в конце зоны реакции иметь локально звуковую скорость в системе отсчета, в которой ударная волна неподвижна. По сути, вся химическая энергия используется для распространения ударной волны вперед.

Однако в 1960-х годах эксперименты показали, что детонации в газовой фазе чаще всего характеризуются неустойчивыми трехмерными структурами, которые могут быть предсказаны только в усредненном смысле одномерными устойчивыми теориями. Действительно, такие волны гаснут по мере разрушения их структуры. ^[4]^[5] Теория детонации Вуда-Кирквуда может исправить некоторые из этих ограничений. ^[6]

Ссылки

^ Зельдович, Я. Б. (1940). «К теории распространения детонации в газовых системах»К теории распространения детонации в газообразных системахК теории распространения детонации по газовым системам // Журнал экспериментальной и теоретической физики . 10 : 542–568 . HDL :2060/19930093969. Перевод на английский язык.
^ фон Нейман, Дж. (1963) [1942]. «Теория детонационных волн. Отчет о ходе работы в Национальный комитет по оборонным исследованиям, подразделение B, OSRD-549 (PB 31090)». В Тауб, А. Х. (ред.). Джон фон Нейман: Собрание трудов, 1903–1957 . Т. 6. Нью-Йорк: Pergamon Press. С. 178–218 . ISBN 978-0-08-009566-0.
^ Дёринг, В. (1943). «Über Detonationsvorgang in Gasen» [О детонационных процессах в газах]. Аннален дер Физик (на немецком языке). 43 ( 6–7 ): 421–436 . Бибкод : 1943АнП...435..421Д. дои : 10.1002/andp.19434350605. ISSN 0003-4916.
^ Эдвардс, Д. Х.; Томас, ГО; Неттлтон, МА (1979). «Дифракция плоской детонационной волны при резком изменении площади». Журнал механики жидкости . 95 (1): 79– 96. Bibcode : 1979JFM....95...79E. doi : 10.1017/S002211207900135X. S2CID 123018814.
^ Эдвардс, Д. Х.; Томас, ГО; Неттлтон, МА (1981). А. К. Оппенгейм; Н. Мэнсон; Р. И. Солоухин; Дж. Р. Боуэн (ред.). Дифракция плоской детонации в различных топливно-кислородных смесях при изменении площади . Прогресс в астронавтике и аэронавтике. Т. 75. стр. 341. doi :10.2514/5.9781600865497.0341.0357. ISBN 978-0-915928-46-0.
^ Glaesemann, Kurt R.; Fried, Laurence E. (2007). «Улучшенная химическая кинетика детонации Вуда–Кирквуда». Theoretical Chemistry Accounts . 120 ( 1– 3): 37– 43. doi :10.1007/s00214-007-0303-9. S2CID 95326309.

Дальнейшее чтение

Дремин, Анатолий Николаевич (1999). К теории детонации . Springer. ISBN 978-0-387-98672-2.

[1] Зельдович, Я. Б. (1940). «К теории распространения детонации в газовых системах»К теории распространения детонации в газообразных системахК теории распространения детонации по газовым системам // Журнал экспериментальной и теоретической физики . 10 : 542–568 . HDL :2060/19930093969. Перевод на английский язык.

[2] фон Нейман, Дж. (1963) [1942]. «Теория детонационных волн. Отчет о ходе работы в Национальный комитет по оборонным исследованиям, подразделение B, OSRD-549 (PB 31090)». В Тауб, А. Х. (ред.). Джон фон Нейман: Собрание трудов, 1903–1957 . Т. 6. Нью-Йорк: Pergamon Press. С. 178–218 . ISBN 978-0-08-009566-0.

[3] Дёринг, В. (1943). «Über Detonationsvorgang in Gasen» [О детонационных процессах в газах]. Аннален дер Физик (на немецком языке). 43 ( 6–7 ): 421–436 . Бибкод : 1943АнП...435..421Д. дои : 10.1002/andp.19434350605. ISSN 0003-4916.

[4] Эдвардс, Д. Х.; Томас, ГО; Неттлтон, МА (1979). «Дифракция плоской детонационной волны при резком изменении площади». Журнал механики жидкости . 95 (1): 79– 96. Bibcode : 1979JFM....95...79E. doi : 10.1017/S002211207900135X. S2CID 123018814.

[5] Эдвардс, Д. Х.; Томас, ГО; Неттлтон, МА (1981). А. К. Оппенгейм; Н. Мэнсон; Р. И. Солоухин; Дж. Р. Боуэн (ред.). Дифракция плоской детонации в различных топливно-кислородных смесях при изменении площади . Прогресс в астронавтике и аэронавтике. Т. 75. стр. 341. doi :10.2514/5.9781600865497.0341.0357. ISBN 978-0-915928-46-0.

[6] Glaesemann, Kurt R.; Fried, Laurence E. (2007). «Улучшенная химическая кинетика детонации Вуда–Кирквуда». Theoretical Chemistry Accounts . 120 ( 1– 3): 37– 43. doi :10.1007/s00214-007-0303-9. S2CID 95326309.