Simulación de la transición de choque a detonación mediante OpenFOAM
Autores: Dinh, Thien Xuan; Yoshida, Masatake; Ishikura, Shuichi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Simulación de la transición de choque a detonación mediante OpenFOAM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Choque
Detonación
Simulación
Código
SDT
Predicción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La transición de choque a detonación (SDT) es la detonación de una carga explosiva desencadenada por la presión de choque de un explosivo detonado cercano o un impacto a alta velocidad. Una buena predicción de la SDT es clave en el diseño del uso, almacenamiento y transporte de explosivos. Típicamente, la simulación de la SDT debe utilizar software comercial designado; por lo tanto, es necesario un alto costo de licencia. Este documento presenta una simulación de la SDT mediante un código hidrodinámico rentable desarrollado en un marco de código abierto, OpenFOAM. El código adoptó el método de Euleriano de múltiples materiales, el modelo de tasa de reacción de Ignición y Crecimiento, y el solucionador de Riemann para resolver el fenómeno de detonación inducida por choque. El código fue verificado mediante un cálculo de gráfico Pop y una simulación de detonación simpática. En el cálculo del gráfico Pop, se simuló la distancia de recorrido hasta la detonación de la Composición B en función de la presión de choque inicial. Las fases de reactante y producto de la Composición B fueron modeladas por la ecuación de estado (EOS) de Jone-Wilkins-Lee (JWL). La placa de aluminio utilizada para crear la presión de choque inicial fue modelada por la EOS de choque Mie-Gruneisen (MG). La distancia de recorrido predicha en función de la presión de choque inicial estuvo en buen acuerdo con una correlación empírica y datos experimentales. En la simulación de detonación simpática, la carga explosiva y el explosivo cercano fueron la Composición B y fueron modelados por la EOS JWL como en el cálculo del gráfico Pop, y el espacio de plexiglás fue modelado por la EOS MG. La brecha crítica simulada para la detonación simpática fue bien predicha como en otros datos publicados. Esto implica que el código es válido para la simulación de SDT. Además, es una simulación rentable, ya que el código fue desarrollado en código abierto, por lo que se pueden realizar cálculos masivos sin costos de licencia.
Descripción
La transición de choque a detonación (SDT) es la detonación de una carga explosiva desencadenada por la presión de choque de un explosivo detonado cercano o un impacto a alta velocidad. Una buena predicción de la SDT es clave en el diseño del uso, almacenamiento y transporte de explosivos. Típicamente, la simulación de la SDT debe utilizar software comercial designado; por lo tanto, es necesario un alto costo de licencia. Este documento presenta una simulación de la SDT mediante un código hidrodinámico rentable desarrollado en un marco de código abierto, OpenFOAM. El código adoptó el método de Euleriano de múltiples materiales, el modelo de tasa de reacción de Ignición y Crecimiento, y el solucionador de Riemann para resolver el fenómeno de detonación inducida por choque. El código fue verificado mediante un cálculo de gráfico Pop y una simulación de detonación simpática. En el cálculo del gráfico Pop, se simuló la distancia de recorrido hasta la detonación de la Composición B en función de la presión de choque inicial. Las fases de reactante y producto de la Composición B fueron modeladas por la ecuación de estado (EOS) de Jone-Wilkins-Lee (JWL). La placa de aluminio utilizada para crear la presión de choque inicial fue modelada por la EOS de choque Mie-Gruneisen (MG). La distancia de recorrido predicha en función de la presión de choque inicial estuvo en buen acuerdo con una correlación empírica y datos experimentales. En la simulación de detonación simpática, la carga explosiva y el explosivo cercano fueron la Composición B y fueron modelados por la EOS JWL como en el cálculo del gráfico Pop, y el espacio de plexiglás fue modelado por la EOS MG. La brecha crítica simulada para la detonación simpática fue bien predicha como en otros datos publicados. Esto implica que el código es válido para la simulación de SDT. Además, es una simulación rentable, ya que el código fue desarrollado en código abierto, por lo que se pueden realizar cálculos masivos sin costos de licencia.