Моделирование ослабления взрыва контактным слоем водной пены
Болотнова Р.Х.
1, Шигапов А.М.
11Институт механики им. Р.Р. Мавлютова Уфимского федерального исследовательского центра РАН, Уфа, Россия

Email: bolotnova@anrb.ru, shigapov.aleksey@mail.ru
Поступила в редакцию: 12 декабря 2025 г.
В окончательной редакции: 25 июля 2026 г.
Принята к печати: 30 июля 2026 г.
Выставление онлайн: 12 ноября 2026 г.
В приближении модели мгновенной детонации исследованы процессы, обусловленные взрывом заряда цилиндрической формы в чистом газе и при наличии слоя водной пены, окружающего заряд. Решение рассматриваемых задач проведено с использованием модифицированных решателей twoPhaseEulerFoamNew и sonicFoamNew пакета OpenFOAM, моделирующих двухфазные и однофазные нестационарные течения газожидкостных и газовых сред в двумерной осесимметричной постановках. Для описания термодинамических свойств газовых продуктов детонации в зависимости от давления и анализа температурного критерия, ответственного за процесс испарения капель, разработаны программы, внедренные в виде файловых структур в библиотеку thermophysicalModels. В результате расчетов получены оценки уровня снижения скорости и давления в ударной волне в случае покрытия заряда слоем водной пены. Приведены величины уменьшения безопасного для человека расстояния от центра взрыва с применением защитного пенного барьера для условий выбранных экспериментов. Ключевые слова: взрыв цилиндрического заряда, защита слоем водной пены, литературные экспериментальные данные, теоретическое и численное исследования.
- A.D. Resnyansky, T.G. Delaney. Experimental Study of Blast Mitigation in a Water Mist. Weapons Systems Division Defence Science and Technology (Organisation DSTO-TR-1944, 2006)
- В.М. Кудинов, Б.И. Паламарчук, Б.Е. Гельфанд, С.А. Губин. Прикладная механика, 13 (3), 92 (1977). [V.M. Kudinov, B.I. Palamarchuk, B.E. Gel'fand, S.A. Gubin. Soviet Applied. Mechanics, 13 (3), 279 (1977). DOI: 10.1007/BF00882681]
- Б.Е. Гельфанд, М.В. Сильников, А.И. Михайлин, А.В. Орлов. Физика горения и взрыва, 37 (5), 128 (2001). [B.E. Gel'fand, M.V. Silnikov, A.I. Mikhailin, A.V. Orlov. Combustion, Explosion and Shock Waves, 37 (5), 607 (2001). DOI: 10.1023/A:1012309623934]
- С.М. Фролов, Б.Е. Гельфанд. Физика горения и взрыва, 27 (1), 130 (1991). [S.M. Frolov, B.E. Gel'fand. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 27 (6), 756 (1991). DOI: 10.1007/BF00814523]
- E. Del Prete, A. Chinnayya, L. Domergue, A. Hadjadj, J.-F. Haas. Shock Waves, 23 (1), 39 (2013). DOI: 10.1007/s00193-012-0400-0
- W. Hartman, B. Boughton, M. Larsen. Blast Mitigation Capabilities of Aqueous Foam (Tech. Rep. SAND2006-0533, Sandia National Laboratories, 2006)
- S.P. Medvedev, S.V. Khomik, V.N. Mikhalkin, A.N. Ivantsov, G.L. Agafonov, A.A. Cherepanov, T.T. Cherepanova, A.S. Betev. J. Phys.: Conf. Ser., 946, 012061 (2018). DOI: 10.1088/1742-6596/946/1/012061
- Kh. Ahmed, A.Q. Malik. AIP Advances, 10, 065130 (2020). DOI: 10.1063/5.0010283
- A. Britan, H. Shapiro, M. Liverts, G. Ben-Dor, A. Chinnayya, A. Hadjadj. Shock Waves, 23 (1), 5 (2013). DOI: 10.1007/s00193-012-0417-4
- Б.Е. Гельфанд, М.В. Сильников. Баротермическое действие взрывов (Астерион, СПб., 2006)
- П.К. Котенко, В.И. Шевцов. Основы обеспечения безопасности в чрезвычайных ситуациях (Наукоемкие технологии, СПб., 2018). URL: http://publishing. intelgr.com/archive/security-provision-s.pdf
- P. Peters. Military Medicine, 176 (1), 110 (2011). DOI: 10.7205/milmed-d-10-00300
- С.А. Ждан. Физика горения и взрыва, 26 (2), 103 (1990). URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=30555610 [S.A. Zhdan. Combustion, Explosion and Shock Waves, 26 (2), 221 (1990). DOI: 10.1007/BF00742416]
- Р.Х. Болотнова, Э.Ф. Гайнуллина. Известия РАН. Механика жидкости и газа, 5, 28 (2020). DOI: 10.31857/S0568528120050023 [R.Kh. Bolotnova, E.F. Gainullina. Fluid Dynamics, 5, 604 (2020). DOI: 10.1134/S001546282005002X]
- Р.Х. Болотнова, Э.Ф. Гайнуллина, В.А. Коробчинская. ЖТФ, 94 (12), 2088 (2024). DOI: 10.61011/JTF.2024.12.59268.379-24 [R.Kh. Bolotnova, E.F. Gainullina, V.A. Korobchinskaya. Tech. Phys., 69 (12), 1935 (2024)]
- Р.Х. Болотнова, Э.Ф. Гайнуллина, В.А. Коробчинская. Письма в ЖТФ, 49 (24), 42 (2023). DOI: 10.61011/PJTF.2023.24.56871.106A [R.Kh. Bolotnova, E.F. Gainullina, V.A. Korobchinskaya. Tech. Phys. Lett., 49 (12), 104 (2023). DOI: 10.61011/TPL.2023.12.57600.106A]
- Р.И. Нигматулин. Динамика многофазных сред (Наука, М., 1987), ч. 1. [R.I. Nigmatulin. Dynamics of Multiphase Media (Hemisphere, NY., 1990)]
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теоретическая физика. Гидродинамика (Наука, М., 1986), ч. 6. [L.D. Landau, E.M. Lifshitz. Course of Theoretical Physics. Fluid Mechanics (Pergamon, NY., 1987)]
- OpenFOAM User Guide. Version 11. 2023. https://www.openfoam.com
- OpenFOAM. The Open Source Computational Fluid Dynamics (CFD). Available: http://www.openfoam.org
- Д.В. Садин, Е.Н. Широкова. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 23 (4), 843 (2023). DOI: 10.17586/2226-1494-2023-23-4-843-849
- С.С. Меньшаков, В.А. Таран. Инженерный журнал: наука и инновации, 161 (5), 1 (2025). DOI: 10.18698/2308-6033-2025-5
- Л.В. Дубнов, Н.С. Бахаревич, А.И. Романов. Промышленные взрывчатые вещества (Недра, М., 1988)
- В.В. Валько, О.П. Образ, В.А. Гасилов, В.С. Соловьева, Н.О. Савенко. Уравнения состояния продуктов детонации взрывчатых веществ (Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша, М., 2021), N 51. DOI: 10.20948/prepr-2021-51
- Р.И. Нигматулин, Р.Х. Болотнова. Теплофизика высоких температур, 55 (2), 206 (2017). DOI: 10.7868/S004036441701015X [R.I. Nigmatulin, R.Kh. Bolotnova. High Temperature, 55 (2), 206 (2017). DOI: 10.1134/S0018151X17010151]
- Р.И. Нигматулин, Р.Х. Болотнова. Теплофизика высоких температур, 49 (2), 303 (2011). [R.I. Nigmatulin, R.Kh. Bolotnova. High Temperature, 49 (2), 310 (2011). DOI: 10.1134/S0018151X11020106]
- GNU Octave. The GNU Project. Free software. Available: https://www.gnu.org/software/octave
- М.А. Исакович. Общая акустика (Наука, М., 1973)
- В.Б. Акопян, Ю.А. Ершов. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами (МГТУ, М., 2005)