В наличии

Характеристики

ISBN/ISSN 978-5-7782-3290-7
Год издания 2017
Автор Фёдоров А.В., Шульгин А.В.
Типография НГТУ
500 руб.
В корзину В корзине

Издание посвящено проблемам физического и математического моделирования динамических процессов при нагреве микро- и наноразмерных металлических частиц в однородных или в гетерогенных средах, состоящих из газовой фазы и твердых (жидких) включений в виде горючих частиц (капель).
Представлены оригинальные модели плавления, воспламенения и горения микро- и наночастиц металлов как в рамках феноменологического, так и молекулярно-динамического подхода, позволяющие с определенной точностью описать эти явления.
Публикуется в соответствии с решением Ученого совета ИТПМ СО РАН.

Издание посвящено проблемам физического и математического моделирования динамических процессов при нагреве микро- и наноразмерных металлических частиц в однородных или в гетерогенных средах, состоящих из газовой фазы и твердых (жидких) включений в виде горючих частиц (капель).
Представлены оригинальные модели плавления, воспламенения и горения микро- и наночастиц металлов как в рамках феноменологического, так и молекулярно-динамического подхода, позволяющие с определенной точностью описать эти явления.
Публикуется в соответствии с решением Ученого совета ИТПМ СО РАН.




ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................................................................................................................... 5
Библиографический список к введению .............................................................. 13
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ ДИНАМИКИ СПЛОШНЫХ
И ГЕТЕРОГЕННЫХ СРЕД ................................................................. 15
§ 1.1. Основные уравнения механики гомогенной химически активной
среды .......................................................................................................... 17
1.1.1. Законы сохранения ......................................................................... 17
1.1.2. Основные уравнения для описания течения вязкой тепло-
проводной смеси реагирующих газов с учетом перемеши-
вания ................................................................................................ 24
§ 1.2. Математические модели для описания движения смеси газа и
мелких твердых частиц ............................................................................ 29
1.2.1. Основные уравнения для описания гетерогенной смеси
газа и твердых частиц с учетом их собственного давления ....... 29
1.2.2. Основные уравнения для описания течения смеси газа и
реагирующих частиц, различные приближения данной
модели ............................................................................................. 38
§ 1.3. Химические превращения в газовзвесях в режиме взаимодей-
ствующих континуумов ........................................................................... 42
1.3.1. Основные уравнения взаимодействующих континуумов с
учетом конкретного вида неравновесной химической ре-
акции................................................................................................ 43
1.3.2. Воспламенение газовзвеси в континуальном режиме ................. 47
§ 1.4. Численное исследование течений композитных реагирующих
смесей ......................................................................................................... 58
1.4.1. Уравнения механики гетерогенных сред для описания
движения к-смеси ........................................................................... 58
1.4.2. Детонация в смеси реагирующих газов и реагирующих
частиц .............................................................................................. 61
1.4.3. Тепловой взрыв в смеси капель и твердых частиц ...................... 68
Библиографический список к главе 1 ................................................................ 71
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОПИСАНИЯ
ОДНОМЕРНЫХ И ПЛОСКИХ ЗАДАЧ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ
ОДИНОЧНЫХ ЧАСТИЦ И ИХ СОВОКУПНОСТЕЙ ..................... 75
§ 2.1. Дискретно-континуальная модель распространения пламени в
газовзвеси металлических частиц. Одномерное приближение ............. 75
2.1.1. Модель реагирующей частицы металла ....................................... 76
2.1.2. Количественное описание процесса окисления магниевой
частицы ........................................................................................... 77
2.1.3. Распространение пламени в облаке частиц магния ..................... 81
Выводы ................................................................................................................. 98
§ 2.2. Дискретно-континуальная модель распространения пламени в
газовзвеси металлических частиц. Учет предпламенного окис-
ления .......................................................................................................... 99
2.2.1. Основные уравнения ...................................................................... 99
2.2.2. Обсуждение результатов ............................................................. 100
Выводы ............................................................................................................... 104
§ 2.3. Сопряженная распределенная математическая модель воспла-
менения образцов магния ....................................................................... 105
2.3.1. Физико-математическая постановка задачи .............................. 105
2.3.2. Стационарное приближение ........................................................ 107
2.3.3. Нестационарная задача ................................................................ 110
2.3.4. Тестирование ................................................................................ 112
2.3.5. Обсуждение численных результатов .......................................... 113
Выводы ............................................................................................................... 117
§ 2.4. Численное моделирование частицы магния в неоднородном
тепловом поле ......................................................................................... 118
2.4.1. Постановка задачи и алгоритм численного решения ................ 118
2.4.2. Обсуждение численных результатов .......................................... 121
§ 2.5. Математическая модель воспламенения магния в расширенном
диапазоне параметров ............................................................................. 123
2.5.2. Стационарная задача .................................................................... 125
2.5.3. Нестационарная задача ................................................................ 127
2.5.4. Обсуждение результатов расчетов .............................................. 128
Выводы ............................................................................................................... 134
Библиографический список к главе 2 .............................................................. 135
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОПИСАНИЯ ПЛОСКИХ
ЗАДАЧ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ГОРЕНИЯ ЧАСТИЦ
МЕТАЛЛА .......................................................................................... 137
§ 3.1. Воспламенение и горение частиц магния в неоднородном теп-
ловом поле ............................................................................................... 137
3.1.1. Физико-математическая постановка задачи .............................. 138
3.1.2. Обсуждение численных результатов .......................................... 140
Выводы ............................................................................................................... 154
§ 3.2. Моделирование горения частицы магния (задача Стефана) ............... 154
3.2.1. Физико-математическая постановка задачи .............................. 155
3.2.2. Обсуждение численных результатов .......................................... 159
Выводы ............................................................................................................... 163
§ 3.3. Физико-математическая модель воспламенения частиц алюми-
ния с учетом плавления .......................................................................... 163
3.3.1. Постановка задачи ........................................................................ 165
3.3.2. Верификация модели ................................................................... 169
3.3.3. Стадия воспламенения в детонации газовзвесей частиц
алюминия в кислороде ................................................................. 172
3.3.4. Универсальный температурный критерий воспламенения
взвесей алюминия ........................................................................ 175
3.3.5. Фактор воспламенения в случае ячеистой детонации .............. 177
Выводы ............................................................................................................... 180
Библиографический список к главе 3 .............................................................. 181
ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФИЗИКО-
ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В НАНОЧАСТИЦАХ ............ 185
§ 4.1. Математическое моделирование плавления наноразмерных ча-
стиц алюминия и золота (задача Стефана) ........................................... 185
4.1.1. Аппроксимация зависимости температуры плавления от
радиуса .......................................................................................... 187
4.1.2. Физико-математическая постановка задачи .............................. 190
4.1.3. Обсуждение численных результатов .......................................... 191
Выводы ............................................................................................................... 196
§ 4.2. Комплексное моделирование плавления наночастицы алюминия ..... 196
4.2.1. Некоторые понятия молекулярно-динамического подхода ..... 197
4.2.2. Организация расчетов .................................................................. 202
4.2.3. Обсуждение результатов ............................................................. 204
Выводы ............................................................................................................... 208
§ 4.3. Молекулярно-динамическое моделирование плавления наноча-
стиц алюминия методом внедренного атома ........................................ 208
Выводы ............................................................................................................... 214
§ 4.4. Молекулярно динамическое и феноменологическое моделиро-
вание нагрева наночастицы алюминия ................................................. 215
Выводы ............................................................................................................... 223
§ 4.5. Математическое моделирование плавления наноразмерных ча-
стиц металла ............................................................................................ 223
4.5.1. Физико-математическая постановка задачи о плавлении
сферического и цилиндрического образцов алюминия ............ 224
4.5.2. Обсуждение численных результатов .......................................... 225
Выводы ............................................................................................................... 232
§ 4.6. Точечная модель горения наночастиц алюминия в отраженной
ударной волне .......................................................................................... 233
4.6.1. Физико-математическая модель горения алюминиевых
наночастиц в смеси О2, N2 в диапазоне давлений
p0  [8, 32] атм .............................................................................. 235
4.6.2. Обсуждение численных результатов .......................................... 238
Выводы ............................................................................................................... 240
Библиографический список к главе 4 .............................................................. 241
Заключение ........................................................................................................... 247
Приложение .......................................................................................................... 251

Данные подготавливаются.

Вернуться к списку