Мержиевский Л.А.  

Моделирование релаксационных эффектов в ударно-волновых процессах в конденсированных средах

В процессе ударного сжатия конденсированных сред происходит релаксация ряда параметров (касательных напряжений, тепловых потоков и т.д.). В работе на основе модели вязкоупругого тела максвелловского типа, позволяющей сочетать преимущества макроскопического континуального описания  с учетом дислокационных механизмов необратимой деформации, анализируются некоторые из таких релаксационных процессов.
К числу анализируемых процессов относятся выделение и затухание упругого предвестника, в том числе – и в случае распространения ударной волны по ударно сжатому материалу (вторичное сжатие). Другой релаксационный процесс – релаксация касательных напряжений во фронте ударной волны, непосредственно связан с шириной зоны ударного перехода. Анализ показывает, что ширина фронта стационарной ударной волны зависит от прочностных характеристик материала.
Очень существенна роль релаксационных процессов в переходных явлениях, возникающих в тонких прослойках – изолирующих прокладках, использующихся при установке в образцах манганиновых датчиков, применяющихся для измерения давления в ударных волнах. При этом даже близость акустических импедансов материалов прокладок и исследуемых образцов не исключает возникновения релаксационного процесса, связанного с разрывом касательных напряжений. Этим же объясняется несимметричная реакция термопарного датчика температуры относительно направления прохождения ударной волны, в результате чего скачок температуры на контактной границе зависит от того, в каком порядке проходит ударная волна по материалам, образующим термопару.
Важную роль играют релаксационные процессы при взаимодействии ударных волн с волнами разрежения. Их особенности рассмотрены на примере одномерной задачи о взаимодействии плоской ударной волны с догоняющей волной разгрузки.
При импульсном воздействии на материалы интенсивных энергетических потоков (лазерного излучения, ионного или электронного пучка) ударная волна формируется в результате интенсивного испарения и теплового расширения вещества. В этих случаях существенную роль может играть релаксация теплового потока и ограниченность (конечность) скорости передачи тепла. Релаксационные эффекты в таких процессах рассмотрены на основе сформулированной модели термоупруговязкой среды, включающей гиперболическое уравнение теплопроводности.