Лектор: д.ф.-м.н., профессор Сысоев Николай Николаевич
(кафедра кафедра молекулярных процессов и экстремальных состояний вещества физического факультета МГУ)

Код курса:             

Статус:         по выбору

Аудитория:  специальный

Специализация: Физика
                  молекулярных
                  процессов

Семестр:              9

Трудоёмкость      4 з.е.

Лекций:              72 часа

Семинаров:        0 часов

Практ. занятий: 0 часа

Отчётность:       экзамен

Начальные компетенции:    М-ПК-1, М-ПК-6

Приобретаемые компетенции: 
М-ПК-2, М-ПК-3

 Аннотация курса

Данный курс содержит изложение фундаментальных физических основ и основных приложений таких методологически взаимосвязанных разделов физики быстропротекающих процессов, как горение и детонация, ударные волны в инертных и неоднородных реагирующих средах, физические основы взрывных технологий. Предлагаемый курс необходим для расширения и углубления фундаментальной подготовки выпускников классических университетов и технических вузов и университетов.
Теоретические основы данного курса заложены в курсах механики сплошных сред и газовой динамики, читаемых в классических университетах и ряде технических вузов. Физические явления, сопровождающие физику горения и взрыва, охватывают такие разделы физики, как молекулярная физика, термодинамика, динамика излучающего газа, физика плазмы, квантовая физика, физика конденсированного состояния, физика магнитных и электромагнитных явлений, акустика, оп-тика, физика волновых процессов, химическая физика.

Приобретаемые знания и умения

В результате освоения дисциплины обучающийся должен научиться анализировать основные процессы, приводящие к горению и взрыву, знать основные свойства зарядов взрывчатых веществ и области их практического применения.

Образовательные технологии

Курс имеет электронную версию для презентации. Лекции читаются с использованием современных мультимедийных возможностей и проекционного оборудования.

Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь с другими частями ООП

Курс читается в логической взаимосвязи со специальными дисциплинами: «Гидродинамика релаксирующих и реагирующих сред, «Экспериментальные методы».

Дисциплины и практики, для которых освоение данного курса необходимо как предшествующего

Научно-исследовательская практика, научно-исследовательская работа, курсовая работа.

Основные учебные пособия, обеспечивающие курс

1. Бушуева Г.В., Зиненкова Г.М., Знаменская И.А., Ильина С.Г., Любимов Ю.А., Мурсенкова И.В., Петрова Г.П., Сысоев Н.Н., Уваров А.В. Специальный практикум по молекулярной физике.            Учебное пособие // Под ред. Н.Н.Сысоева и А.И.Осипова. М.: КДУ 2007. –232 с.

2. Бабкин А.В. и др. Средства поражения и боеприпасы. М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2008. – 984.

3. Селиванов В.В., Кобылкин И.Ф. Взрывные технологии. М.: МГТУ им. Баумана, 2008. – 650.

Основные учебно-методические работы, обеспечивающие курс

1. Осипов А.И., Сысоев Н.Н., Уваров А.В. Термодинамика вчера, сегодня, завтра. Учебное пособие по курсу «Молекулярная физика». Физический факультет МГУ, 2003. –34 с.

3. Осипов А.И., Сысоев Н.Н., Уваров А.В. Современная молекулярная
физика. Неравновесный газ. Учебное пособие. М.: Физический факультет МГУ, 2006. –44 с.

Основные научные статьи, обеспечивающие курс

1. Корнилова А.А., Высоцкий В.В., Литвин Н.К., Сысоев Н.Н., Томак В.И., Барзов А.А. Ударно-кавитационный механизм генерации рентгеновского излучения при кавитации быстрой струи воды // ВМУ. Серия 3. Физика. Астрономия. 2010. № 1. С. 46-50.

2. Осипов А.И., Сысоев Н.Н., Уваров А.В. Обзор. Физика конденсированного состояния вещества. Нанотехнологии и физика молекул // Вестник МГУ. Физика. Астрономия. 2009. №1. С.3-10.

3. Знаменская И.А., Иванов И.Э., Орлов Д.М., Сысоев Н.Н. Импульсное воздействие на ударную волну при самолокализации сильноточного   поверхностного разряда перед ее фронтом.    Печ.            Доклады академии наук, 2009. Т. 425. №2. С. 1-4.

Программное обеспечение и ресурсы в интернете

Контроль успеваемости

Промежуточная аттестация проводится на 6 и 14 неделе каждого семестра в форме контрольных работ с оценкой. Критерии формирования оценки – уровень знаний пройденной части курса.

Текущая аттестация проводится еженедельно. Критерии формирования оценки – посещаемость занятий, активность студентов на лекциях.

Фонды оценочных средств

Контрольные вопросы для текущей аттестации на семинарах; вопросы и задачи для контрольных работ; вопросы к экзамену; тесты и компьютерные тестирующие программы; темы докладов и рефератов.

Раздел

Неделя

Введение. Взрыв и горение как физические явления. Характеристика ударных волн, волн горения и детонации. Методы реализации высоко параметрических нагрузок. Основная система уравнений движения сплошной среды. Интегралы дифференциальных уравнений движения.

1

Вещества при ударно-волновом нагружении

Уравнения состояния вещества. Уравнение состояния газов. Уравнения состояния жидкостей. Уравнение состояния твердых тел. Физико-химические свойства ВВ. Явление детонации. Основы гидродинамической теории. Условие существование устойчивой детонации. Переход процесса горения в детонацию.

2

Детонация взрывчатых веществ (ВВ)

Влияние кинетики химической реакции на свойства и механизм формирования детонационных волн. Пульсирующий режим детонации.

3

Правило отбора скорости самоподдерживающейся детонационной волны. Горение и детонация газовых систем (топливно-воздушные смеси). Параметры детонации конденсированных взрывчатых веществ

4

Уравнения состояния и изоэнтропы продуктов детонации (ПД) конденсированных ВВ. Расчет теплоты взрыва. Состав конечных продуктов взрыва.

Расчет состава и термодинамических параметров продуктов детонации газовых систем. Термодинамический расчет параметров детонации конденсированных систем.

5

Термодинамическое описание реагирующей среды. Эволюция ударных волн в реагирующих средах. Влияние кривизны фронта ударной волны.

6

. Особенности распространение ударных волн в неоднородных зарядах твердых взрывчатых веществах. Анализ механизмов локальных разогревов неоднородных зарядов ВВ при их интенсивном динамическом нагружении. Критические условия возбуждения низкопорядковых взрывных процессов. Критические условия инициирования детонации

7

Поведение зарядов ВВ при последовательном нагружении их несколькими ударными волнами. Влияние кривизны фронта инициирующей ударной волны на процесс инициирования детонации. Инициирование детонации при воздействии высокоскоростных кумулятивных струй и компактных ударников.

8

Электромагнитные явления при взрыве конденсированных взрывчатых веществ (КВВ)

9

Кумулятивные процессы

Понятие о кумулятивных процессах. Механизмы формирования кумулятивных струй (КС). Гидродинамическая теория кумуляции. Критические условия струеобразования. Физические основы теории проникновения КС в преграду.

10

Взрыв в воздухе

Основные физические явления, сопровождающие взрывные процессы в воздухе. Кинематические и термодинамические характеристики полей течения. Методы решения задачи о детонации заряда ВВ в воздухе. Точечный взрыв. Отражение ударных волн в газах. Условия совместности и их применение к исследованию ударных волн.

11

Гидродинамика взрыва

Гидродинамика взрывных процессов. Ударные волны в жидкостях. Физика взрыва в воде. Методы теоретического изучения подводного взрыва. Кавитация и динамическая прочность жидкости. Ударные волны в пассивных пузырьковых средах. Усиление ударных волн кавитационным кластером.

 12

Ударные волны в твердых телах

Волны напряжения в твердых телах. Фазовые переходы в ударных волнах. Некоторые физические эффекты в конденсированных средах при воздействии ударных волн

13

Физика ударно-волновой и детонационной обработки материалов взрывом

Упрочнение металлов, сварка, прессование пористых материалов. Синтез сверхтвердых материалов.

14

Моделирование взрывных процессов

Теория моделирования взрыва в разных средах. Моделирование процессов кумуляции.

15