Динамические контактные задачи на примере модельной космической ЯЭУ в двумерной постановке
В аварийных ситуациях современные космические аппараты с термоэмиссионными преобразователями «отстреливают» ядерную энергетическую установку (ЯЭУ) Однако, существует определённая вероятность того, что часть реактора, содержащая ядерное топливо, не-смотря на значительные тепловые и механические нагрузки при прохождении плотных слоев атмосферы, может достичь поверхности земли. Скорость соударения оставшейся части реакторного блока может достигать 400 м/с. Причём, из-за разнообразия земной поверхности, блок может встретить на сроем пути как водную поверхность, так и горные породы или мягкие грунты.
Решение задач удара реальных технических объектов получить практически невозможно. Это обусловлено сложностью пространственного расположения деталей и наличием многих масштабов. В таких случаях используется упрощение объекта моделей. Упрощение заключается в том, что внутри реакторной зоны проведено осреднение материалов мелкомасштабных деталей в аддитивном приближении. Далее, считается, что при входе в плотные слои атмосферы внешние элементы конструкции сгорают, и от реактора остаётся объект со сложным внутренним строением.
Рассмотрены задачи соударения модельного реактора космической ЯЭУ с поверхностью Земли в двумерной постановке. Рассматриваются торцевой (продольный) удар и боковой удар. В первом случае это задача об ударе цилиндрического блока боковой поверхностью о деформированную преграду. Особенность такой постановки — наличие многосвязной расчётной области с большим количеством контактных поверхностей. Во втором случае модель блока реактора сформирована в виде кольцевой структуры (аксиальная симметрия), при которой счётная область также обладает многосвязностью и обилием контактных поверхностей.
Показано, что торцевой удар реакторного блока при скоростях 400 м/с по твёрдым скальным породам приводит к нарушению герметичности реакторного блока и топлива, что может привести к экологическому загрязнению окружающей среды.
To reports list
|