Моделирование взаимодействия воздушной взрывной волны с преградами

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВОЗДУШНОЙ ВЗРЫВНОЙ ВОЛНЫ С ПРЕГРАДАМИ

1, 2

1Балтийский государственный технический университет имени , Санкт-Петербург,

2Санкт-Петербургский государственный университет, Россия

E-mail: *****@***com, *****@***ru

На больших расстояниях от центра взрыва, ударную волну можно рассматривать как прямую. Обычно при расчете взаимодействия с преградой задают перепад давления на ударной волне и скорость ее распространения.

Проблема расчета таких задач заключается в том, что необходимо рассчитывать все масштабы. Если преграда имеет характерный размер , а радиус ударной волны , то при рассмотрении взаимодействия на больших расстояниях от центра взрыва « необходимо рассчитывать течение во всей области. С другой стороны, для подробного описания взаимодействия, возле преграды необходимо строить подробные сетки. Это существенно увеличивает время расчета или приходится использовать грубые сетки. Часто расчеты ведут не во всей области, а только возле преграды, а ударную волну моделируют плоской ударной волной с заданными параметрами. Плоскую ударную волну моделируют с помощью модели ударной трубы, где в начальный момент в некоторой области находится газ под давлением, после разрывается мембрана, которая отделяет эту область, и формируется ударная волна с заданными параметрами.

Существуют экспериментальные измерения перепада давления за фронтом воздушной ударной волны. Достаточный полный обзор приведен в [1]. В этой работе отмечается существенный разброс между данными разных авторов, а так же о существенной погрешности при измерениях перепада, до 10 процентов.

В работе производится решение системы одномерных уравнений движения газа [2], находятся распределение параметров после воздушной взрывной волны. В некоторой точке, в которой можно считать ударную волну прямой по отношению к преграде, производится измерение значения параметров во времени. Тем самым, получается распределения параметров во времени в этой точке. Затем эти распределения параметров во времени использованы как нестационарные граничные условия для расчета многомерных задач взаимодействия. Так как временные шаги в многомерном расчете могут не совпадать с шагами для одномерного расчета, на каждом шаге производится интерполяция данных.

В работе выполнено сравнение расчетов распространения ударной волны в двумерной постановке с заданием нестационарных граничных условий и одномерного расчета с этими же параметрами. Выполнен трехмерный расчет взаимодействия воздушной ударной волны с кубической преградой расположенной под углом к фронту волны.

Л и т е р а т у р а

1.  Гельфант Б. Е., Сильников М. В. Фугасные эффекты взрывов. -- СПб.: «Полигон»»,2002, 272 с.

2.  , и др. Численное решение многомерных задач газовой динамики. М.:Наука,1976, 400 с.

Modeling of the Interaction Air Blast Wave With Barriers

V. N. Emelyanov1, A. G. Karpenko2

1Baltic State Technical University, Saint Petersburg,

2Saint Petersburg State University, Russia

In article the system of the one-dimensional equations of gas flow was solved. Distribution of parameters in time was received. These distributions were used for definition of boundary conditions in multidimensional calculations.