Геометричне моделювання вибухових хвиль, відбитих від циліндричної поверхні синусоїдального профілю
Куценко Леонід Миколайович
Національний університет цивільного захисту України
http://orcid.org/0000-0003-1554-8848
Сухарькова Олена Іванівна
Національний університет цивільного захисту України
http://orcid.org/0000-0003-1033-4728
Савельєв Дмитро Ігорович
Національний університет цивільного захисту України
http://orcid.org/0000-0002-4310-0437
Коханенко Володимир Богданович
Національний університет цивільного захисту України
http://orcid.org/0000-0001-5555-5239
Журавський Максим Миколайович
Національний університет цивільного захисту України
http://orcid.org/0000-0001-8356-8600
DOI: https://doi.org/10.52363/2524-0226-2023-38-15
Ключові слова: вибухова хвиля, циліндрична поверхня, відбивач, синусоїдальний профіль, фронт відбитої хвилі
Анотація
Пропонується спосіб геометричного моделювання сім’ї фронтів вибухових хвиль, відбитих від циліндричної поверхні синусоїдального профілю. За основу прийнято модель «оптичного» відбиття, коли для кожного падаючого віртуального вибухового «променя» кут відбиття дорівнює куту падіння. Для ілюстрації графоаналітичного підходу розроблено тестову модель формоутворення сім’ї фронтів відбитих хвиль для циліндричної параболічної поверхні. Розглянуто циліндричну поверхню синусоїдального профілю, одержану шляхом згинання подовжніми силами металевого листа прямокутної форми. Описано геометричні моделі сім’ї фронтів вибухових хвиль, відбитих від циліндричної поверхні синусоїдального профілю. Складено maple – програму унаочнення моделей сім’ї фронтів вибухових хвиль. Проведені дослідження синусоїдальних циліндричних відбивачів призначені для демонстрації ефекту примноження дії ударних вибухових хвиль, спрямованих до зони пожежі. Для їх практичного використання необхідно знайти параметри згинання циліндра такі, щоб віртуальні промені «точкової» вибухової речовини трансформувалися в систему променів, близьких до паралельних у зоні пожежі. В результаті досліджень було розраховано параметри згинання прямокутного листа подовжніми силами, а також визначено координати місця розташування «точкової» вибухової речовини. При цьому враховано, що циліндричні відбивачі з синусоїдальним профілем можливо виготовляти на місці їх використання. Для цього прямокутний лист метала слід зігнути подовжніми силами (на відстань, визначену у роботі) і зафіксувати згин за допомогою зварювання прутами арматури. Проведені дослідження спрямовані на розвиток технології гасіння лісових пожеж направленими вибухами.
Посилання
- Дубінін Д. П., Коритченко К. В., Лісняк А. А. Застосування зарядів з суміші вибухонебезпечних газів для локалізації лісових пожеж шляхом створення протипожежних бар’єрів: монографія. Харків: НУЦЗУ, 2017. 128 с. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/984
- Рева Г. В. Метод розрахунку синусоїдальної відбивальної системи. Прикладна геометрія та інженерна графіка. Київ: КДТУБА. 2000. Вип. 67. С.226–230.
- Рева Г. В., Куценко Л. М. Метод оцінки інтенсивності дії ударної хвилі направленого вибуху для гасіння лісових пожеж. Харків: ХІПБ МВС України, 1998. 80 с.
- Feynman R. F, Leighton R. B., Sands M. The Feynman Lectures on Physics Problems and exercises with answers and solutions to produce 5–9 Manual – 5 th ed. Knizhnyy dom «LIBROKOM».1 Jan, 2009. 512 p.
- Налисько М. М. Розвиток наукових основ підвищення безпеки у протяжних спорудах при розповсюдженні ударних повітряних хвиль: дис. доктора тех. наук: 05.26.2001. Дніпро, 2019. 422 с.
- Dey S., Murugan T., Chatterjee D. Numerical Visualization of Blast Wave Interacting with Objects. Journal of Applied Fluid Mechanics. 2018. Vol.11. № 5. P.1201–1206. doi: 10.29252/jafm.11.05.28240
- Vaishnavi J. K., Krishna B. M. Determination of response of multistorey structure subjected to blast loading. Journal of Building Pathology and Rehabilitation. 2022. Vol. 7. №1. doi: 10.1007/s41024-022-00218-6
- Figuli L., Cekerevac D., Bedon C., Leitner B. Numerical Analysis of the Blast Wave Propagation due to Various Explosive Charges. Advances in Civil Engineering. 2020. Vol.2020. P. 1–11. doi:10.1155/2020/8871412
- Gautier A., Sochet I., Courtiaud S. Analysis of Shock Wave Interaction with an Obstacle by Coupling Pressure Measurements and Visualization. Sensors. 2022. Vol. 22. №9. P. 3325. doi:10.3390/s22093325
- Tai C.H., Teng J.T., Lo S. W., Chou H. C. Two-Dimensional Numerical Visualization on the Interaction of Blast Waves with Obstacles. Journal of Visualization. 2008. Vol. 11. № 1. P. 87–94. doi: 10.1007/BF03181918