Численное моделирование в исследованиях механизма зажигания взрывчатых веществ лазерным излучением

Рейтинг:   / 1
ПлохоОтлично 

Authors:

В.В. Соболев, доктор технических наук, профессор, orcid.org/0000-0003-1351-6674, Государственное высшее учебное заведение „Национальный горный университет“, профессор кафедры строительства, геотехники и геомеханики, Лауреат Государственной премии в области науки и техники Украины, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Л.Н. Шиман, член-корреспондент Национальной Академии Наук Украины, доктор технических наук, Государственное предприятие „НПО „Павлоградский химический завод“, генеральный директор – главный конструктор ракетных двигателей на твердом топливе, Лауреат Государственной премии в области науки и техники Украины, г. Павлоград, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Н.Н. Налисько, кандидат технических наук, доцент, orcid.org/0000-0003-4039-1571, Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности, г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.">59568@i.ua

А.Л. Кириченко, кандидат технических наук, Государственное предприятие „НПО „Павлоградский химический завод“, главный технолог, г. Павлоград, Украина

Abstract:

Цель. Теоретическое описание распространения лазерного излучения в энергонасыщенных светочувствительных композитах как в диффузно-рассеивающих средах с плотной упаковкой рассеивателей.

Методика. Анализ и обобщение теоретических исследований. Применен метод прямого статистического моделирования Монте-Карло. Проведен численный эксперимент процесса рассеяния фотонов в светочувствительных энергонасыщенных композитах, проанализированы результатов численного эксперимента.

Результаты. Изложены результаты расчета освещенности в диффузно-рассеивающей среде (ДРС) по методу Монте-Карло. В частности, установлено, что инициирование высокочувствительных взрывчатых веществ (ВВ) и светочувствительных композитов не может быть объяснено на основе представлений о многократном увеличении объёмной освещенности внутри диффузно-рассеивающей среды относительно поверхностной, поскольку такое увеличение неосуществимо. Однако световой режим в диффузно-рассеивающей среде является одним из определяющих факторов зажигания ВВ лазерным излучением.

Научная новизна. Коэффициент диффузного отражения ДРС главным образом зависит от коэффициента выживаемости фотона и показателя преломления. Для каждой диффузно-рассеивающей среды существует предельное значение радиуса лазерного луча, начиная с которого пространственная освещенность не изменяется при увеличении радиуса лазерного луча r. Показано, что при увеличении в образцах светочувствительных взрывчатых веществ (ВС) концентрации связки глубина слоя материала с высокими значениями освещенности растет. Причем, скорость роста обратно пропорциональна радиусу луча. Эта закономерность хорошо коррелирует с наблюдаемой экспериментальной зависимостью чувствительности ВС от концентрации связки. Так, в случае инициирования вещества марки ВС2 лазерным лучом диаметром 1,5 мм чувствительность увеличилась приблизительно в 2 раза при увеличении концентрации связки с 10  до 20–30 %, в то время как для луча диаметром 4,5 мм рост чувствительности составил ~13 %.

Практическая значимость. Результаты теоретических исследований использованы при создании лабораторных образцов оптического детонатора и в исследованиях срабатывания оптических детонаторов в зависимости от энергетических и геометрических характеристик лазерного луча.

References

1. Chernai, A. V., Sobolev, V. V., Ilyushin, M. A. and Zhitnik, N. E., 1994. Generating mechanical pulses by the laser blasting of explosive coatings [pdf]. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 2, pp. 106–111. Available at: <http://sibran.ru/upload/iblock/789/ 789051705b1d5f2d37dbb20809f27ca8.pdf> [Accessed 25 January 2017].

2. Chernai, A. V., Sobolev, V. V., Chernai, V. A., Ilyushin, M. A. and Dlugashek, A., 2003. Laser initiation of charges on the basis of di-(3-hydrazino-4-amino-1,2,3-triazol)-copper (II) perchlorate [pdf]. Fizika Goreniya i Vzryva, 3, pp. 105–110. Available at: < http://www.sibran.ru/upload/iblock/c21/c21aeefbffd79e0c9dbcdd538dc9d9fd.pdf> [Accessed 25 January 2017].

3. Ilyushin, M. A., Kotomin, A. A. and Dushenok, S. A., 2017. Laser initiation of photosensitive energy materials, promising for spacecraft pyroautomatics systems [pdf]. Vestnik “NPO im. S. A. Lavochkina”, 1, pp. 43–52. Available at: <http://www.laspace.ru/upload/ iblock/c1d/c1d4330a58a437cdce27cd471b97975c.pdf> [Accessed 25 January 2017].

4. Ilyushin, M. A., Sudarikov, A. M. and Tselinsky, I. V., 2010. Metal complexes in high-energy compositions. St. Petersburg: Leningrad State University named after Pushkin.

5. Privalov, V. E., Seteikin, A. Yu. and Fotiadi, A. E., 2013. Simulation of laser radiation propagation in inhomogeneous media with complex geometry, St. Petersburg SPU Journal of Engineering Science and Technology. Physics and Mathematics, 1(165), pp. 45–54.

6. Wang, L.-H., Jacques, S. L. and Zheng, L.-Q., 1995. Monte Carlo modeling of photon transport in multi-layered tissues [pdf]. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 47, pp. 131–146. Available at: <http://oilab. seas.wustl.edu/epub/1995LWCMPBMcml.pdf> [Accessed 25 January 2017].

7. Pavlov, M. S. and Krasnikov, I. V., 2010. Monte Carlo modelling of optical-radiation propagation in biological media with closed internal inhomogeneities [pdf]. Journal of Optical Technology, 10, pp. 15–19. Available at: <http://opticjourn.ifmo.ru/file/article/10049.pdf> [Accessed 25 January 2017].

8. Starukhin, P. Y. and Klinaev Y. V., 2011. Application of the Monte Carlo method for modeling passage of ultrashort laser pulses through an inhomogeneous medium with moving scatterers, Journal of Applied Spectroscopy, 2, pp. 277–281 [online]. Available at: <https://elibrary.ru/item.asp?id=15591148> [Accessed 25 January 2017].

9. Akhmetshin, R., Razin, A. and Ovchinnikov, V., 2014. Effect of laser radiation wavelength on explosives initiation thresholds. Journal of Physics: Conference Series [e-journal], 552, pp. 1–4. http://dx.doi.org/10.1088/1742-6596/552/1/ 012015.

10. Kriger, V. G., Tsipilev, V. P. and Kalenskii, A. V., 2009. Explosive decomposition of silver azide single crystals for various diameters of the irradiated area [pdf], Combustion, Explosion and Shock Waves, 6, pp. 105–107. Available at: <http://www.sibran.ru/upload/iblock/ 08d/08dfe86ac9389cce7322d8e162b89e9b.pdf> [Accessed 25 January 2017].

 

 повний текст / full article



Посетители

2075483
Сегодня
За месяц
Всего
390
12554
2075483

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

49000, г. Днепропетровск,
пр. К. Маркса 19, корп. 3, к. 24а
Тел.: 47-45-24
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Вы здесь: Главная Главная RusCat Архив журнала 2017 Содержание №6 2017 Физика твердого тела, обогащение полезных ископаемых Численное моделирование в исследованиях механизма зажигания взрывчатых веществ лазерным излучением