Численное моделирование экспериментальных условий для определения уравнения состояния малоплотных объёмно-структурированных сред

ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСЛОВИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ МАЛОПЛОТНЫХ ОБЪЁМНО-СТРУКТУРИРОВАННЫХ СРЕД

*, *, *, , *

Институт математического моделирования РАН, Москва, РОССИЯ,
[e-mail]
*Физический институт им. РАН, Москва, РОССИЯ,
[e-mail]

Теоретическое описание объемно-структурированных сред (пены), использование которых предполагается для выравнивания неоднородностей лазерного облучения мишени, может быть основано на двух концепциях. Первая – «строгое» описание пены, как сложного набора твердых (в начальный момент) элементов со своими уравнениями состояния (УРС). Такая постановка, очевидно, приводит к трёхмерным задачам высокотемпературной гидродинамики, решение которых требует значительных вычислительных затрат. Другой подход состоит в «эффективном» или «осреднённом» описании объемно-структурированной среды как однородного газа со специфическими УРС. Возможность составления таких эффективных УРС должна основываться как на теоретических соображениях, так и на экспериментальных данных.

В работе анализируются результаты лазерных ударно-волновых экспериментов по определению УРС пены в диапазоне давлений 4-6 Мбар. В этих экспериментах в качестве эталонного вещества используется алюминий, уравнения состояния которого хорошо известны. Показано, что моделирование экспериментальных условий в рамках программы «Диана» воспроизводит данные физических измерений. Это даёт основание заменить физический эксперимент вычислительным и для других (близких) диапазонов давления. Результаты таких расчетов и определенное таким образом УРС пены и представлены в настоящей работе.