Modelado numérico tridimensional de la balística interna para combinaciones de propelentes sólidos
Autores: Otón-Martínez, Ramón A.; Velasco, Francisco Javier S.; Nicolás-Pérez, Francisco; García-Cascales, José R.; Mur-Sanz de Galdeano, Ramón
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelado numérico tridimensional de la balística interna para combinaciones de propelentes sólidos
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Procesos
Balística interna
Proyectil de artillería
Efectos geométricos
Materiales energéticos
Modelo numérico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Los procesos que tienen lugar dentro del ciclo de Balística Interna de un proyectil de artillería están altamente influenciados por efectos geométricos. También se ven altamente afectados por la presencia de una combinación de materiales energéticos, como el propelente, el encendedor, el fulminante y los casquillos de cartucho combustible. Para una simulación más realista de estos fenómenos, se presenta un modelo numérico multidimensional y multicomponente, basado en adaptaciones y mejoras de modelos previos de ecuaciones de conservación, manteniendo una aproximación euleriana-euleriana de dos fases. Se propone un método numérico basado en volúmenes finitos y esquemas de flujo conservativos (Rusanov y AUSM+), con la capacidad de predecir efectos de detonación. Como resultado, se obtuvo un código numérico 3D versátil que fue probado en la simulación de disparos de artillería con cargas convencionales y modulares (MACS). Los resultados muestran que el código es capaz de caracterizar la transferencia de calor y masa de los diferentes materiales energéticos durante la combustión del propelente y los casquillos de cartucho, la expansión de gas y la aceleración del proyectil.
Descripción
Los procesos que tienen lugar dentro del ciclo de Balística Interna de un proyectil de artillería están altamente influenciados por efectos geométricos. También se ven altamente afectados por la presencia de una combinación de materiales energéticos, como el propelente, el encendedor, el fulminante y los casquillos de cartucho combustible. Para una simulación más realista de estos fenómenos, se presenta un modelo numérico multidimensional y multicomponente, basado en adaptaciones y mejoras de modelos previos de ecuaciones de conservación, manteniendo una aproximación euleriana-euleriana de dos fases. Se propone un método numérico basado en volúmenes finitos y esquemas de flujo conservativos (Rusanov y AUSM+), con la capacidad de predecir efectos de detonación. Como resultado, se obtuvo un código numérico 3D versátil que fue probado en la simulación de disparos de artillería con cargas convencionales y modulares (MACS). Los resultados muestran que el código es capaz de caracterizar la transferencia de calor y masa de los diferentes materiales energéticos durante la combustión del propelente y los casquillos de cartucho, la expansión de gas y la aceleración del proyectil.