ОБ ОДНОМ РЕЖИМЕ РАЗЛЕТА В ВАКУУМ ПЛОСКОГО СЛОЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

В. Е. Шемарулин, С. С. Львова, Ю. В. Янилкин
Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов 2015. Вып.3. С. 46-63.

       Найден и подробно исследован класс точных решений уравнений одномерной газовой динамики, описывающих изэнтропический разлет в вакуум идеального газа, заполняющего плоский слой конечной толщины, в случае специальным образом заданных начальных распределений газодинамических параметров при показателе адиабаты, равном 3.
       В качестве примера рассмотрен частный случай, когда начальная скорость газа равна нулю, а начальная плотность распределена по квадратичному закону и обращается в нуль на границе с вакуумом. Отмечены характерные особенности решения и его связь с полиномами Лежандра. Полученное частное решение может быть использовано для тестирования методик и программ, предназначенных для численного решения задач газовой динамики. При использовании данного решения в качестве теста можно проверить следующие особенности численного метода: степень сохранения энтропии в изэнтропических течениях, качество описания течений в окрестностях слабых и сильных разрывов и на границах с вакуумом. Дополнительную информацию о точности численного метода может дать проверка выполнения в численном решении основных качественных свойств точного решения: неподвижность звуковых точек (точек слабого разрыва), неподвижность границ течения до известного момента времени, движение линий вакуума (кривых градиентных катастроф) согласно известному закону.
       Приведены результаты численного решения рассмотренной задачи по методике ЭГАК (рис. 10, табл. 1, список лит. - 9 назв.).

Полный текст статьи

       Проведено моделирование накопления радиационных дефектов в тонких пленках чистого молибдена под действием ионного облучения. Использованы два подхода к моделированию: кинетическая теория со средними размерами кластеров и кластерная динамика. Обсуждается ограниченность области применимости первого подхода. Он может быть неприменим в случаях, когда имеется генерация кластеров дефектов в каскадах смещений атомов и диффузия кластеров на стоки, такие как поверхность, межзеренные границы и дислокации. Это связано с невозможностью учесть распределение кластеров по размерам в рамках кинетической теории и присвоить каждому размеру кластеров свой коэффициент диффузии. В случае кластерной динамики полученные результаты находятся в хорошем согласии как с экспериментом, так и с расчетами других авторов. При этом предлагаемый способ реализации кластерной динамики отличается от использованных ранее подходов: реализован стохастический подход к кластерной динамике на основе кода SPPARKS. К преимуществам стохастического подхода относятся простота алгоритма, простота задания реакций в программе SPPARKS, а также высокая стабильность по сравнению со стандартным подходом, где решается система большого числа дифференциальных уравнений. Основным недостатком является ограниченность концентраций реагентов снизу (рис. 6, список лит. - 11 назв.)

Полный текст статьи