Экспериментальное моделирование кавитационных эффектов при подводном взрывном извержении

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В качестве экспериментальной модели вулканического извержения использован метод электромагнитной гидродинамической ударной трубки, схема которой включает оптически прозрачные кюветы с металлическим дном, слой дистиллированной воды и батарею высоковольтных конденсаторов. Под дном находится “заряд” в виде плоской спирали, на которую при замыкании высоковольтным импульсом разрыва в цепи разряжается батарея конденсаторов, формируя ударную волну и квазипустой разрыв, рост которого сопровождается непрерывным понижением давления и увеличением плотности кавитационной зоны. Эксперименты зарегистрировали детальный процесс фокусировки квазипустой полости с плавным ростом давления одновременно внутри нее и в пузырьках оболочки, быстрый переход последних в пылевидное облако. Четкая фокусировка ударной волны в виде колысевой границы на поверхности дна кюветы, образование тороидальных кластеров, их отрыв от дна слоя и прорыв в свободное пространство – заключительные стадии развития процесса.

Об авторах

В. К Кедринский

Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: kedr@hydro.nsc.ru
Новосибирск, Российская Федерация

Список литературы

  1. Eichelberger J., Gordeev E., Koyaguchi T. A Russian–Japan–US partnership to understand explosive volcanism // Geolog. 2006. Jun. 22. P. 1–4. www.uaf.edu/geology/PIRE.pdf.
  2. Glass I.I., Heuckroth L.E. Hydrodynamic shock tube // Phys. Fluids. 1963. V. 6. No. 4, р. 543–549.
  3. Dobran F. Nonequilibrium flow in volcanic conduits and application to the eruptions of Mt. St. Helens on May 18, 1980, and Vesuvius in AD79 // J. Volcanol. Geotherm. Res. 1992. V. 49. N3. P. 285–311.
  4. Berngardt A., Bichenkov E., Kedrinskii V., Pal’chikov E. Optic and x-ray investigation of water fracture in rarefaction wave at later stages // Proc. IUTAM Symp. On Optical Methоds in the Dynamics of Fluids and Solids. Prague. 1987. P. 137–142.
  5. Бернгардт А.Р., Кедринский В.К., Пальчиков Е.И. Эволюция внутренней структуры зоны разрушения жидкости при импульсном нагружении // ПМТФ. 1995. Т. 32. С. 99–105.
  6. Gonnermann H.M., Manga M. Explosive volcanism may not bean inevitable consequence of magma fragmentation // Nature. 2003. V. 426. P. 432–435.
  7. Kедринский В.К., Давыдов М.Н., Чернов А.А., Такаяма К. Начальная стадия взрывного извержения вулканов: динамика состояния магмы в волнах разгрузки // ДАН. 2006. Т. 407. № 2. C. 190–193.
  8. Большакова Е.С., Кедринский В. К. Динамика разрыва в кавитирующем слое жидкости при ударно-волновом нагружении // ПМТФ. 2017. Т. 58. № 5. С. 93–101.
  9. Barmin A., Melnic O., Sparks S. Periodic behavio in lava dome eruptions // Earth Planet. Sci. Lett. 2002. V. 199. P. 173–184.
  10. Costa A., Melnic O., Sparks R.S., Voight B. Control of magma flow in dykes on cyclic lava dome extrusion // Geophys. Res. Lett. 2007. V. 34. LO2303. doi: 10.1029/2006GL027466
  11. Gonnermann H.M., Manga M. The fluid mechanics insids a volcano // Annu. Rev. Fluid Mech. 2007. V. 39. P. 321–356.
  12. Woods A.W. The dynamics of explosive volcanic eruptions // Rev. Geophys. 1995. V. 33. N4. P. 495–530.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).