NUMERICAL STUDY OF SHOCK WAVE PROCESSES IN MATERIALS UNDER THE INFLUENCE OF ULTRASHORT LASER PULSES USING THE BAER–NUNZIATO MODEL

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

A mathematical model based on the Baer–Nunziato multiphase model is presented. The effectiveness of the model is demonstrated by the numerical solution of shock wave problems in condensed media in the presence of an explicit contact boundary with vacuum. The results of numerical simulation of problems of interaction of femtosecond laser radiation with an aluminum target are considered. The advantage of using the Baer–Nunziato model in comparison with the single-phase hydrodynamic model in calculating the dynamics of the contact boundary is shown. The simplicity of implementation and the possibility of easy introduction of additional submodels, such as ignition, makes this approach attractive for modeling high-energy processes in multiphase media.

Sobre autores

P. Chuprov

Institute of Design Automation of the Russian Academy of Sciences

Email: petchu@mail.ru
Moscow, Russia

S. Fortova

Institute of Design Automation of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

V. Shepelev

Institute of Design Automation of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Kaczmarek A., Denis P., Krajewski M., Moscicki T., Malolepszyand Hoffman M. Improved Laser Ablation Method for the Production of Luminescent Carbon Particles in Liquids // Materials. 2021. V. 14. Iss. 9.
  2. Liao Yiliang, Ye Chang, Cheng G.J. A review: Warm laser shock peening and related laser processing technique // Optics & Laser Tech. 2016. V 78. Iss. 2. P. 15-24.
  3. Walsh N., Costello J.T., Kelly T.J. Optical diagnostics of laser-produced aluminium plasmas under water // Appl. Phys. B. 2017. V. 123. Iss. 6. P. 179.
  4. Haiying Song, Liu Shi-Bing, Liu H., Wang Yang, Chen Tao, Dong Xiang-Ming Mechanism for femtosecond laser-induced periodic subwavelength structures on solid surface: surface two-plasmon resonance //
  5. Petrovic S., Gakovic B., Perusko D., Stratakis E., Radovic I., Cekada M., Fotakis C., Jelenkovic B. Femtosecond laser-induced periodic surface structure on the Ti-based nanolayered thin films // J. Appl. Phys. 2013. V. 114. P 233108.
  6. Inogamov N.A., Zhakhovskii V.V., Ashitkov S.I., Petrov Yu.V., Agranat M.B., Anisimov S.I., Nishihara K., Fortov V.E. Nanospallation induced by an ultrashort laser pulse // J. Exp. Theor. Phys. 2008. V. 107. Iss. 1. P 1-19.
  7. Иногамов Н.А., Перов Е.А., Жаховский В.В., Шепелев В.В., Петров Ю.В., Фортова С.В. Лазерная ударная волна: пластичность, толщина слоя остаточных деформаций и переход из упругопластического в упругий режим распространения // Письма в ЖЭТФ. 2022. T. 115. № 2. C 80-88.
  8. Xu J., Xue D., Gaidai O., Wang Y., Shaolin Xu Molecular dynamics simulation of femtosecond laser ablation of Cu50Zr50 metallic glass based on two-temperature model // Processes. 2023. V. 11. Iss. 6.
  9. Bauerhenne B., Zijlstra E.S., Garcia M.E. Molecular dynamics simulations ofa femtosecond-laser-induced solid-tosolid transition in antimony // Appl. Phys. A. 2017. V. 123. Iss. 9. P 608.
  10. Shepelev V.V., Petrov Yu.V., Inogamov N.A., Zhakhovskii V.V., Perov E.A., Fortova S.V. Attenuation and inflection of initially planar shock wave generated by femtosecond laser pulse // Opt. Las. Tech. 2022. V. 152. P 108100.
  11. Baer M.R., Nunziato J.W. A two-phase mixture theory for the deflagration-to-detonation transition (ddt) in reactive granular materials // Int. J. Multiphase Flow. 1986. V. 12. Iss. 6. P. 861-889.
  12. Saurel R., Favrie N., Petitpas F., Lallemand M.-H., Gavrilyuk S.L. Modelling dynamic and irreversible powder compaction // J. Fl. Mech. 2010. V. 664. P 348-396.
  13. Chuprov P., Poroshyna Ya., Utkin P. Numerical simulation of the propagation of a shock wave above the dense layer of particles using the Baer-Nunziato system of equations. // Comb. and Expl. 2022. V. 15. Iss. 2. P. 67-74.
  14. Tokareva S.A., Toro E.F. HLLC-type Riemann solver for the Baer-Nunziato equations of compressible two-phase flow // J. Comp. Phys. 2010. V. 229. Iss. 10. P. 3573-3604.
  15. Li Q. Difference scheme for two-phase flow // Appl. Math. Mech. 2004. V. 25. P 536-545.
  16. Liang Shan, Liu Wei, Yuan Li Solving seven-equation model for compressible two-phase flow using multiple GPUs // Comp. Fluids. 2014. V. 99. P 156-171.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».