مدل سازی عددی چاله انفجار در خاک با استفاده از روش هیدرودینامیک ذرات هموار

نوع مقاله: سایر مقالات

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی شاهرود

2 دانشیار، دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده مهندسی عمران

10.22044/jsfm.2018.5727.2397

چکیده

مسایل مربوط به انفجار می تواند در محیط های متفاوتی از جمله خاک مورد بررسی قرار گیرد. با توجه به کمتر شناخته بودن ماهیت انواع خاک ها و گستردگی معادلات حالت، این پدیده نیازمند بررسی دقیق می باشد. به دلیل مشکلات مدلسازی‌های آزمایشگاهی انفجار، از مدلسازی‌های عددی برای تحلیل این پدیده استفاده می شود. در بین روش های عددی، روش‌های با شبکه بندی مانند اجزای محدود با توجه به خصوصیات انفجار مانند سرعت بسیار بالا و تغییر شکل‌های شدید، در برخی مواقع باعث ایجاد خطاهای عددی شده و به همین دلیل استفاده از روش های عددی بدون شبکه برای مدلسازی این پدیده مناسب تر می باشد. همچنین با توجه به اینکه چاله های انفجاری خاک مساله مهمی بوده و بیشتر مطالعات صورت گرفته در این زمینه به صورت تجربی و آزمایشگاهی می باشد، در این مقاله سعی شده است به بررسی چاله های انفجاری از نظر قطر و ارتفاع چاله ایجاد شده در اثر مقادیر مختلف ماده منفجره پرداخته شود. مدل سازی با استفاده از روش بدون شبکه ذرات هموارساز SPH و توسط زبان برنامه‌نویسی فرترن انجام شده و علاوه بر چاله های انفجاری، فشار ناشی از انفجار در خاک و تغییرات سطح خاک در اثر انفجار نیز موردمطالعه قرارگرفته است. برای اعتبار سنجی مدل، از نتایج یک بررسی آزمایشگاهی کمک گرفته شده که نتایج قابل قبولی ارائه می‌نماید. در پایان نیز چاله های انفجاری در یک خاک دو لایه مورد مطالعه قرار گرفته است. برنامه نوشته‌شده می‌تواند برای مدلسازی های انفجار در خاک و چاله های انفجاری مورداستفاده قرارگیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Hans U M.(1999) Review: Hydrocodes for structure response to underwater explosion. J Shock VIB 6: 81-96.

[2] Luccioni MB, Ambrosini RD (2006) Craters produced by underground explosion. Mecanica Com putional XXV:1603-1614.

[3] Wei XY, Zhao ZY, Gu j (2009) Numerical simulation of rock mass damage induced by rock mass explosion. World Scientific Publishing 46: 1206-1213.

[4] Jichong An (2010) Soil behavior under blast loading. Ph.D. thesis,University of Nebreska.

[5] De A (2012) Numerical simulation of surface explosion over dry, cohesionless soil. Comput Geotech 43:72-79.

[6] Nagy NM (2015) Numerical evaluation of cratores produced by explosion on the soil surface. ACTA Phys Pol A 128.

[7] Liu GR, Liu MB (2003) Smoothed particle hydrodynamics: A meshfree particle method. World Scientific Publishing.

[8] Cole RH (1965) Under water explosions. Princtone university press and dover publication, New York.

[9] Wang Z, Lu Y, Bai C (2008) Numerical analysis of blast-induced liquefaction of soils. Comput Geotech 35:196-209.

[10] Wang Z, Lu,Y, Hao H ,Chong K (2005) A full coupled numerical analysis approach for buried structures subjected to subsurface blast. Comput Struct 83:339-356.

[11] Baker WE, Westine PS, Dodge FT (1991) Similarity methodes in engineering dynamics. Comput Fluids.

[12] Liu MB, Liu GR, Zong Z, Lam K (2003) Computer imulation of  high explosive explosion using smoothed particle hydrodynamics. Methodology Comput Fluids 32: 305-322.

[13] Frang J, Parriaux A, Rentschler M Ancey C (2009) Improved SPH Methods for simulating free surface flow of viscose fluids. Appl Numer Math 59(2): 251-71.

[14] Crespo AJ (2008) Application of the smoothed particle hydrodynamics model sphsics to free-surface hydrodynamics. Ph.D. thesis, Universidade de vigo Departemento de fisica Aplicada.

[15] Kordilla J (2014) Flow and transport in saturated and unsaturated fractured porous media: Development of particle based modelling approach. Ph.D. thesis,Universitat.