Basic model of heat transfer process in a radiation-transparent solid body with absorbing spherical layer

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

Theoretical studies on the problem of laser initiation of explosive decomposition in heterogeneous energetic materials place significant importance on the mathematical model of the heat transfer process in an isotropic solid body containing an absorbing inclusion in the form of a spherical layer. Difficulties are known to arise when seeking an analytical solution to the corresponding problem of non-stationary heat conduction, both through the application of Laplace’s integral transformation with respect to the time variable and singular integral transformation with respect to the spatial variable. This explains the absence of an analytical solution for the considered problem using current methods.

The task of determining the temperature field in an isotropic solid body with an absorbing penetrating radiation inclusion in the form of a spherical layer is formulated. The implemented mathematical model of the heat transfer process represents a mixed problem for a system of three second-order partial differential equations of the parabolic type in the presence of a non-stationary heat source in the system. An analytical method for solving the problem is proposed, which consists of two main stages.

The first stage involves finding the solution to the problem in the space of the Laplace integral transformation image, followed by its asymptotic expansion. The procedure used allows for the estimation of the extent and radius of the boundary of the thermal disturbance zone for large values of the Fourier number. The second stage, based on the application of the developed finite integral transformation with respect to the spatial variable for a three-layer region, completes the procedure of constructing an analytically closed solution to the original problem of non-stationary heat conduction.

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

A. Attetkov

Bauman Moscow State Technical University (National research university)

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: fn2@bmstu.ru
Ресей, Moscow

A. Kotovich

Bauman Moscow State Technical University (National research university)

Email: shurik.kot@gmail.com
Ресей, Moscow

Әдебиет тізімі

  1. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964. 488 с.
  2. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967. 600 с.
  3. Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твердых тел. М.: Высшая школа, 2001. 550 с.
  4. Пудовкин М.А., Волков И.К. Краевые задачи математической теории теплопроводности в приложении к расчетам температурных полей в нефтяных пластах при заводнении. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1978. 188 с.
  5. Формалёв В.Ф. Теплопроводность анизотропных тел. Аналитические методы решения задач. М.: Физматлит, 2014. 312 с.
  6. Ассовский И.Г. Физика горения и внутренняя баллистика. М.: Наука, 2005. 357 с.
  7. Чернай А.В. О механизме зажигания конденсированных вторичных ВВ лазерным импульсом // Физика горения и взрыва. 1996. Т. 32. № 1. С. 11–19.
  8. Буркина Р.С., Морозова Е.Ю., Ципилев В.П. Инициирование реакционно-способного вещества потоком излучения при его поглощении оптическими неоднородностями вещества // Физика горения и взрыва. 2011. Т. 47. № 5. С. 95–105.
  9. Адуев Б.П., Ананьева М.В., Звеков А.А., Каленский А.В., Кригер В.Г., Никитин А.П. Микроочаговая модель лазерного инициирования взрывного разложения энергетических материалов с учетом плавления // Физика горения и взрыва. 2014. Т. 50. № 6. С. 92–99.
  10. Каленский А.В., Звеков А.А., Никитин А.П. Микроочаговая модель с учетом зависимости коэффициента эффективности поглощения лазерного импульса от температуры // Химическая физика. 2017. Т. 36. № 4. С. 43–49.
  11. Аттетков А.В., Волков И.К., Гайдаенко К.А. Температурное поле прозрачного для излучения твердого тела с поглощающим сферическим включением // Тепловые процессы в технике. 2018. Т. 10. № 5–6. С. 256–264.
  12. Аттетков А.В., Волков И.К., Гайдаенко К.А. Процессы теплопереноса в твердом теле с поглощающим включением при воздействии лазерного излучения // Тепловые процессы в технике. 2019. Т. 11. № 5. С. 216–221.
  13. Аттетков А.В., Волков И.К., Гайдаенко К.А. Процессы теплопереноса в твердом теле с поглощающим проникающее излучение включением в виде шарового слоя // Тепловые процессы в технике. 2020. Т. 12. № 1. С. 18–24.
  14. Аттетков А.В., Волков И.К., Тверская Е.С. Температурное поле многослойного полупространства при неидеальном тепловом контакте между слоями // Изв. РАН. Энергетика. 2010. № 3. С. 83–91.
  15. Аттетков А.В., Волков И.К. Сингулярные интегральные преобразования как метод решения одного класса задач нестационарной теплопроводности // Изв. РАН. Энергетика. 2016. № 1. С. 148–156.
  16. Карташов Э.М. Интегральные преобразования для обобщенного уравнения нестационарной теплопроводности в частично ограниченной области // Инженерно-физический журнал. 2017. Т. 90. № 6. С. 1347–1355.
  17. Аттетков А.В., Волков И.К. Теплоперенос в разделительной системе двух различных сред, обладающей активной теплозащитой, в условиях локального теплового воздействия // Тепловые процессы в технике. 2019. Т. 11. № 3. С. 124–138.
  18. Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М.: Наука, 1969. 424 с.
  19. Кошляков Н.С., Глинер Э.Б., Смирнов М.М. Уравнения в частных производных математической физики. М.: Высшая школа, 1970. 708 с.
  20. Волков И.К., Канатников А.Н. Интегральные преобразования и операционное исчисление. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2015. 228 с.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025