Модель широкодиапазонных уравнений состояния вещества в калорической форме

Хищенко К. В., Ломоносов И. В., Фортов В. Е.
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов. Тезисы докл. Междунар. математич. конф 1997. Вып.1. С. 35.

      Уравнение состояния в широком диапазоне плотностей и давлений является необходимым элементом для проведения математического моделирования нестационарных гидродинамических процессов импульсного воздействия интенсивных потоков энергии на вещество [1]. Ввиду серьезных трудностей расчета сложного коллективного межчастичного взаимодействия в разогретой многокомпонентной неупорядоченной среде [2] для единого описания термодинамических свойств вещества в обширном интервале параметров на фазовой диаграмме традиционно привлекаются полуэмпирические модели. В них общий вид функциональных зависимостей термодинамического потенциала устанавливается с привлечением теоретических представлений, а данные экспериментальных, измерений при высоких плотностях энергии используются для определения численных значений свободных коэффициентов в этих зависимостях.
      В работе представлено описание калорической модели широкодиапазонных уравнений состояния, которая позволяет эффективно описать свойства различных веществ (элементов и соединений) в конденсированной и квазигазовой фазах. Разработанная полуэмпирическая модель, в аналитическом виде выражающая связь внутренней энергии, давления и объёма, обобщает уравнение Ми-Грюнайзена на область разреженных состояний и произвольных энергий. Рассмотрены различные варианты определения объемных зависимостей холодной кривой и коэффициента Грюнайзена. Приведены результаты вычислений на основе разработанной калорической модели термодинамических характеристик, молибдена, железа, свинца и плексигласа в условиях ударно-волнового нагружения и изоэнтропической разгрузки. Для каждого из исследованных материалов выполнено сопоставление расчетных зависимостей с совокупностью экспериментальных данных в области высоких плотностей энергии.
      1. Бушман А.В.,Канель Г.И., Ни А.Л., Фортов В.Е. Теплофизика и динамика интенсивных Импульсных вoздейcтвий. Черноголовка: ОИХФ АН СССР, 1988.
      2. Бушман А.В., Фортов В.Е. // УФН. 1983. Т. 140. С. 177.