1. Введение 2
2. Постановка задачи 2
3. Проведение эксперимента и опытные данные 4
4. Решение задачи 8
5. Результаты расчета 10
6. Выводы 19
7. Литература 20
Существует множество известных факторов космического пространства (микрометеориты, солнечная радиация, потоки протонов и электронов), которые влияют на материалы и элементы систем, находящихся на внешней поверхности космических аппаратов. В дополнение к естественным факторам добавилось антропогенное загрязнение околоземного космического пространства[1,2], вызванное запуском космических аппаратов. Большую опасность представляют не крупные объекты, вероятность столкновения космического аппарата с которыми крайне мала, а мелкодисперсные частицы(МДЧ) размерами от десятых долей до нескольких сотен микрон, количество которых намного больше и наличие которых не регистрируют современные радиолокационные средства.
Данные, полученные в ходе экспериментов на борту космических аппаратов показывают, что количество МДЧ антропогенного происхождения превышает естественные микрометеоритные потоки и продолжает возрастать. В этой связи становятся актуальными задачи лабораторного моделирования движения мелкодисперсных частиц и их взаимодействия с преградой.
Настоящая работа и направлена на решение обозначенной выше актуальной задачи.
В лаборатории на кафедре физической механики Санкт-Петербургского государственного университета проводятся исследования по разгону частиц, используя метод взрыва проводников, короткими высокоамплитудными импульсами тока на базе генератора ГКВИ-300 [3,4]. Основные преимущества данного метода лабораторного моделирования высокоскоростного соударения частиц с преградой заключаются в том, что используемая в данном методе установка проста, малоэнергоёмка, имеет сравнительно малые габариты.
Таким образом, в данной работе получены результаты решения задачи по разлету в вакуум и взаимодействию с преградой мелкодисперсных частиц при электрическом взрыве алюминиевого проводника под действием высокоамплитудного короткого импульса тока. Решение проведено в одномерном варианте с помощью численного метода «крупных частиц». Полученные результаты представлены в виде графиков зависимости параметров задачи: плотности, массовой скорости и давления в координатно-временном пространстве. Результаты расчета соответствуют данным, полученным из эксперимента.
