Вилков К.В, аспирант
Московский физико-технический институт.
Исследовательский центр им. М.В. Келдыша.
Электроимпульсная (ЭИ) технология, основанная на использовании комплекса физических факторов, сопровождающих процесс быстрого преобразования электрической энергии в другие виды энергии путем импульсного электрического разряда (электровзрыва) в газообразных (в т.ч. в разреженных), жидких и конденсированных средах, находит широкое применение в современной технике. На базе ее построены различного рода устройства, как космического (импульсные плазменные двигателя - ИПД, моделирование воздействия потоков высоких энергий на изделия ракетно-космической техники), так и наземного назначения (обеззараживание воды и др. жидкостей, упрочнение материалов и др.). Однако теория процессов, происходящих в ЭИ устройствах, в настоящее время далека от завершения.
В ходе исследований, проведенных с целью разработки необходимого математического аппарата для расчета характеристик ЭИ устройств с учетом таких их особенностей, как малое время (~10-6 с) протекания рабочего процесса, наличие больших градиентов гидродинамических параметров и др., показана целесообразность применения при расчете характеристик быстропротекающих высокоградиентных процессов в ЭИ устройствах обобщенных гидродинамических уравнений, построенных на основе обобщенного уравнения Больцмана, в котором по сравнению с классическим уравнением Больцмана учтен третий характерный временной масштаб – время столкновения молекул:
- получены расчетные данные по структуре фронта ударной волны в газе, согласующиеся с экспериментальными результатами, что является подтверждением эффективности использования обобщенных уравнений;
- получены оригинальные результаты для структуры ударной волны в воде и металлах.
В дальнейшем планируется использовать обобщенные уравнения гидродинамики для решения широкого круга задач, связанных с ЭИ процессами. Также следует отметить, что область применения данных уравнений не ограничивается только ЭИ процессами. Они могут оказаться эффективными при решении любых задач, связанных с наличием больших градиентов гидродинамических величин или при сопоставимых значениях характерного гидродинамического времени и времени между столкновениями молекул (то есть, при числе Кнудсена~1).
