Dinámica de Choque Geométrica Bidimensional para la Propagación de Olas de Explosión y Efectos del Flujo Post-Shock
Autores: Liu, Heng; Eliasson, Veronica
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Dinámica de Choque Geométrica Bidimensional para la Propagación de Olas de Explosión y Efectos del Flujo Post-Shock
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Dinámica de choques geométricos
Onda de choque
Efectos del flujo post-choque
Propagación de ondas de explosión
Modelo GSD
Simulaciones lagrangianas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
La dinámica de choques geométricos (GSD) es un modelo capaz de predecir de manera eficiente la posición, forma y fuerza de una onda de choque. En comparación con el método de Euler tradicional que resuelve las ecuaciones de Euler inviscidas, GSD es un modelo de orden reducido derivado del método de características, lo que resulta en un enfoque computacionalmente más eficiente, ya que solo considera el movimiento del frente de choque en lugar de todo el campo de flujo. Aquí se ha realizado un estudio de los efectos del flujo post-choque en dos dimensiones. Estos efectos del flujo post-choque se vuelven cada vez más importantes al modelar la propagación de ondas de explosión durante tiempos o distancias extendidas, es decir, un frente de choque que disminuye en velocidad y que tiene propiedades decrecientes detrás de él. Una comparación entre los modelos GSD de primer orden completo, completamente completo y de fuente puntual (PGSD) revela la importancia de preservar un término de flujo post-choque intacto, que es truncado por el modelo GSD original, en la predicción del movimiento de explosión. Se realizaron simulaciones lagrangianas para el caso de interacción entre dos ondas de explosión cilíndricas y los resultados se compararon con trabajos experimentales previos. Los resultados mostraron un acuerdo en la atenuación de la presión máxima en el tallo de Mach, pero se observó una sobreestimación del crecimiento del tallo de Mach en su etapa temprana utilizando PGSD. Para abordar este problema, se desarrolló otro modelo que combina el modelo PGSD con la teoría aproximada de choque-choque (PGSDSS), pero atenúa excesivamente la evolución del tallo de Mach.
Descripción
La dinámica de choques geométricos (GSD) es un modelo capaz de predecir de manera eficiente la posición, forma y fuerza de una onda de choque. En comparación con el método de Euler tradicional que resuelve las ecuaciones de Euler inviscidas, GSD es un modelo de orden reducido derivado del método de características, lo que resulta en un enfoque computacionalmente más eficiente, ya que solo considera el movimiento del frente de choque en lugar de todo el campo de flujo. Aquí se ha realizado un estudio de los efectos del flujo post-choque en dos dimensiones. Estos efectos del flujo post-choque se vuelven cada vez más importantes al modelar la propagación de ondas de explosión durante tiempos o distancias extendidas, es decir, un frente de choque que disminuye en velocidad y que tiene propiedades decrecientes detrás de él. Una comparación entre los modelos GSD de primer orden completo, completamente completo y de fuente puntual (PGSD) revela la importancia de preservar un término de flujo post-choque intacto, que es truncado por el modelo GSD original, en la predicción del movimiento de explosión. Se realizaron simulaciones lagrangianas para el caso de interacción entre dos ondas de explosión cilíndricas y los resultados se compararon con trabajos experimentales previos. Los resultados mostraron un acuerdo en la atenuación de la presión máxima en el tallo de Mach, pero se observó una sobreestimación del crecimiento del tallo de Mach en su etapa temprana utilizando PGSD. Para abordar este problema, se desarrolló otro modelo que combina el modelo PGSD con la teoría aproximada de choque-choque (PGSDSS), pero atenúa excesivamente la evolución del tallo de Mach.