Малопараметрические уравнения состояния поликристаллических тел для газодинамических кодов
А. В. Острик,
М. А. Ахметова,
Д. Н. Николаев Федеральный центр проблем химической физики и медицинской химии РАН, г. Черноголовка, Российская Федерация
Аннотация:
В работе предлагается метод построения малопараметрических уравнений состояния (УРС) поликристаллических веществ в области сжатия. В качестве примера реализации этого метода строятся УРС диоксида кремния (
$SiO_2$). Диоксид кремния относится к группе породообразующих материалов коры и мантии Земли, а также других планет. Построение УРС рассматриваемого оксида при высоких давлениях требуется для исследований формирования и эволюции космических тел, в частности, при прогнозировании последствий их столкновения.
Диоксид кремния служит также в качестве эталонного материала в ударно-волновых экспериментах, проводимых методом отражения. Корректность метода отражения предполагает наличие широкодиапазонных УРС материала-эталона. Особенностью вещества
$SiO_2$ является ярко выраженный полиморфизм, что обуславливает необходимость учета полиморфных переходов (ПП) при построении его УРС.
Уравнения состояния каждой из полиморфных форм (ПФ) строятся с помощью термодинамически согласованных соотношений на основе степенных потенциалов. При численной реализации полиморфного УРС используется предварительно рассчитанная фазовая диаграмма. Предлагается метод расчета ударной адиабаты (УА) с учетом полиморфизма. Приводится сравнение расчетной по полиморфному УРС ударной адиабаты с данными, полученными в результате ударно-волновых экспериментов.
Ключевые слова:
поликристаллические вещества, диоксид кремния, высокие давления, полиморфизм, малопараметрические уравнения состояния, термодинамические соотношения, степенные потенциалы, ударно-волновые эксперименты.