Изучаются вопросы защиты подводных объектов при помощи воздушных полостей цилиндрической формы. Основная проблема гидродинамики воздушных полостей – определение гидродинамических сил, возникающих на поверхности деформируемой системы и зависящих от ее формы и характера движения. Поэтому необходимо исследование движения самой деформируемой системы. Рассматривается деформируемый цилиндрический объект конечной длины как физическая модель реальной воздушной защиты объекта. Решена прямая задача гидродинамики, связанная с определением полей давления по заданному движению поверхности деформируемой системы. Полученный результат может быть использован для решения обратной задачи, связанной с определением движения поверхности деформируемой цилиндрической системы по заданному полю давления. С этой целью уравнения гидродинамики дополняются уравнениями движения деформируемой системы. Важным в данной задаче является определение присоединенных масс жидкости, которые характеризуют инерционное противодействие среды движению границ деформируемой системы. Причем это противодействие соответствует форме колебания поверхности системы. Выражение для коэффициентов присоединенных масс жидкости при колебании цилиндрической деформируемой системы конечной длины получено впервые.
Предмет исследования. Деформация газовой полости цилиндрической формы под воздействием ударной волны подводного взрыва.
Материалы и методы. Задача деформации газовой полости цилиндрической формы рассматривается впервые. Решение задачи гидродинамики выполнено аналитическими методами. Получены точные зависимости для прогнозирования полей давления в окружающей среде при колебании газовых полостей.
Результаты. Решена прямая задача гидродинамики, связанная с определением полей давления по заданному движению поверхности деформируемой системы. Полученный результат может быть использован для решения обратной задачи, связанной с определением движения поверхности деформируемой цилиндрической системы по заданному полю давления.
Выводы. Изучен случай, имеющий большое практическое значение, при котором граница полости в процессе своего движения сохраняет цилиндрическую форму. Уравнения движения границ выведены в нелинейном виде.
The issues of protection of underwater objects with the help of cylindrical air cavities are studied. The main problem of the hydrodynamics of air cavities is the determination of the hydrodynamic forces arising on the surface of the deformable system and depending on its shape and nature of movement. Therefore, it is necessary to study the motion of the deformable system itself. A deformable cylindrical object of finite length is considered as a physical model of real air protection of the object. The direct problem of hydrodynamics associated with the determination of pressure fields by a given motion of the surface of a deformable system is solved. The obtained result can be used to solve the inverse problem associated with determining the motion of the surface of a deformable cylindrical system according to a given pressure field. For this purpose, the equations of hydrodynamics are supplemented by the equations of motion of the deformable system. It is important in this task to determine the attached fluid masses that characterize the inertial counteraction of the medium to the movement of the boundaries of the deformable system. Moreover, this counter-action corresponds to the shape of the oscillation of the surface of the system. The expression for the coefficients of the attached masses of the liquid during the oscillation of a cylindrical deformable system of finite length is obtained for the first time.
Subject of research: Deformation of a cylindrical gas cavity under the influence of an underwater explosion shock wave.
Materials and methods. The problem of deformation of a cylindrical gas cavity is considered for the first time. The solution of the problem of hydrodynamics is performed by analytical methods. Exact dependences have been obtained for predicting pressure fields in the environment when gas cavities fluctuate.
Results. The direct problem of hydrodynamics related to the determination of pressure fields by a given motion of the surface of a deformable system has been solved. The obtained result can be used to solve the inverse problem related to determining the movement of the surface of a deformable cylindrical system according to a given pressure field.
Conclusions. A case of great practical importance has been studied in which the boundary of the cavity retains a cylindrical shape during its movement. The equations of motion of the boundaries are derived in a non-linear form.
Key words: cylindrical air cavities, attached masses of liquid, inertial counteraction of the medium to the movement of the boundaries of the deformable system.
полный текст на сайте stroyjurnal-asa.ru