Numerical simulation of the front of an air shock wave in a ground and air explosion in the software package LS-DYNA

Abstract

Введение и цели. При расчете зданий и сооружений на особые сочетания нагрузок, вызванные действием воздушных ударных волн, необходимо определить основные параметры действующей нагрузки. Нормативный подход, реализованный в современных нормативных документах, предлагает использование упрощенных методов расчета, основанных на использовании эквивалентных статических нагрузок. Целью исследования является получение основных параметров воздушных ударных волн, используя численное моделирование, а также рассмотрение характера распространения фронта ударной волны при расположении эпицентра взрыва на уровне земли и в воздухе. Материалы и методы. Для получения основных параметров воздушных ударных волн рассматриваются численные методы высокой точности, реализованные в современном программном комплексе LS-DYNA. Для описания процесса взрыва используется лагранжево-эйлеровый подход. Результаты. Получены изополя и графики превышения избыточного давления ΔР ф над атмосферным в распространяющейся воздушной ударной волне при эпицентре взрыва, расположенном на уровне земли и в воздухе, а также на дальнем расстоянии от проектируемого сооружения. Выводы. Рассматриваемый метод численного моделирования позволяет получить основные параметры воздушных ударных волн, которые могут быть использованы для дальнейшего расчета строительных конструкций. Ключевые слова: железобетонные конструкции, взрывные воздействия, воздушная ударная волна, нелинейная динамика, явная динамика, метод конечных элементов, численные методы Введение При проектировании определенных зданий и сооружений, таких как космодромы, химзаводы, хранилища и системы транспортировки газа и пр., в соответствии с отечественными нормами 1 необходимо выполнять расчет на особые воздействия техногенного или природного характера. Одним их таких воздействий являются воздушные ударные волны (ВУВ). ANALYSIS AND DESIGN OF BUILDING STRUCTURES Results. Isopoles and graphs of excess overpressure ΔР ф over atmospheric pressure in an air shock wave were obtained when the epicenter of the explosion was located at ground level and in the air, as well as at a distance from the designed structure. Conclusions. The considered method of numerical simulation allows to obtain the main parameters of air shock waves, which can be used for further calculation of building structures.