Modelización numérica de una onda de choque en el aire generada por una detonación

La capacidad para estimar correctamente la sobrepresión generada por una onda de choque (OC) producida por una detonación desempeña un papel importante en el diseño de la seguridad de los edificios. Desde hace varios años se ha dedicado gran esfuerzo al estudio de carga de la OC sobre elementos estructurales. Sin embargo, en la literatura la sobrepresión de la OC se estima utilizando métodos simplificados.

Esto produce algunos errores al comparar la reacción real y numérica de los elementos. Para mejorar esta situación, este trabajo presenta un nuevo método de análisis numérico del fenómeno de la propagación de ondas de choque en aire. Utiliza el método de volumen finito y tiene en cuenta las pérdidas de energía debido a las transferencias de calor con respecto a considerar el proceso adiabático.

Un sistema de tres ecuaciones (conservación de masa, cantidad de movimiento y energía) describe el flujo de un volumen de un medio gaseoso. Para la validación del modelo se analizan tres casos del flujo de OC: una explosión en campo abierto, una explosión dentro de un tubo de acero no susceptible a la explosión (el caso 1D) y una explosión en el interior de un cubo (caso 3D). Los resultados del análisis numérico fueron comparados con los informes de la literatura. Se estudiaron los valores de impulso, presión y su duración. Finalmente, se logró una buena convergencia general de resultados numéricos con los experimentales.

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Fuente: http://www.waset.org