Реферат: УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ВОДЫ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ОДНОКРАТНОЙ И ДВУКРАТНОЙ УДАРНЫХ АДИАБАТ В ДИАПАЗОНЕ ДАВЛЕНИЙ ДО 80 ГПА Э. Р. Прууэл, С. А. Бордзиловский, С. М. Караханов Институт гидродинамики им. М. А. Лаврентьева СО РАН, Новосибирск В работе реализована модель уравнения состояния воды для описания ударно-волновых явлений. Для построения уравнения состояния используются методы молекулярной динамки и статистической физики. При этом, вещество рассматривается как набор точечных объектов (молекул) взаимодействующих с центральным парным потенциалом в форме exp6. Дополнительно молекулы обладают внутренними степенями свободы, энергия которых зависит только от температуры. Для определения давления и полной энергии системы численно решается задача движения небольшого ансамбля частиц (NVT ансамбль из 50-100 молекул), при этом внутренняя энергия системы вычисляется как суммы кинетических энергий молекул и потенциальной энергии взаимодействия, давление вычисляется по Теореме о вириале. Разработанный программный комплекс позволяет проводить вычисления, используя Web-интерфейс по адресу http://ancient.hydro.nsc.ru/chem/dense_index.html. Проведено тестирование модели на доступных экспериментальных данных по ударной адиабате воды. Показано хорошее количественное соответствие газодинамических параметров течения: давление, плотность, массовая скорость и скорость фронта в диапазоне интенсивностей ударной волны до 80 ГПа. При сравнении экспериментальных и рассчитанных температур за фронтом ударной волны удается добиться только удовлетворительного согласия. Для проверки тепловых характеристик при ударном сжатии проведены измерения температуры при однократном и двукратном ударном сжатии. Для этого регистрировалось тепловое излучение от слоя воды, сжатого падающей ударной волной, и ударной волной, отраженной от окна из фторида лития (плотность 2.65 г/см³) или сапфира (плотность 4 г/см³), в диапазоне интенсивности падающей волны 28–36 ГПа. Максимальное давление, достигаемое в отраженной волне, составляло 79 ГПа. Температура, измеренная при этом давлении, составляла 2750 K, что намного ниже, чем температура при однократном сжатии при этом давлении – 5270 К. Были оценены потери лучистого потока на границах раздела. По этим данным определялась яркостная температура. Полученные новые данные использовались для верификации уравнения состояния воды в области температур более низких, чем на ударной адиабате при тех же давлениях.

Библиографическая ссылка: Прууэл Э.Р. , Бордзиловский С.А. , Караханов С.М.
Уравнение состояния воды для описания однократной и двукратной ударной адиабаты в диапазоне давлений до 80 ГПа
IX международная конференция «Лаврентьевские чтения по математике, механике и физике», посвященная 120-летию академика М. А. Лаврентьева 07-11 сент. 2020