شبيه سازي اثر تغيير هندسه ديوار بلست بر افزايش ميرايي موج بلست انفجار

Simulation of the blast wall geometry effect on the blast wave attenuation

ديوارهاي بلست به منظور كاهش شدت موج بلست انفجار و محافظت از اهداف مهم مورد استفاده قرار مي گيرند. اين موانع با انعكاس بخشي از موج بلست به سمت منبع انفجار و ايجاد آشفتگي در جريان موج، شدت آن را كاهش مي دهند. شكل هندسي ديوارهاي بلست به عنوان عاملي تاثيرگذار مي تواند موجب كاهش شدت موج بلست و افزايش اثر محافظتي اين نوع موانع گردد. در اين تحقيق زواياي خميدگي مختلف ديوارهاي بلست با شكل هندسي "سايبان"، به منظور دستيابي به يك زاويه بهينه خميدگي با بيشترين ميزان ميرايي موج بلست مورد بررسي قرار گرفته است. براي شبيه سازي برخورد موج بلست با ديوار از ديناميك سيالات محاسباتي به روش حجم محدود و نرم افزار متن باز اپن فوم استفاده شده است. نتايج شبيه سازي عددي كه با استفاده از مدل آشفتگي LES انجام شده است، توصيف دقيق تري از مكانيزم ميرايي موج بلست با استفاده از مانع با شكل هندسي سايبان ارائه كرده است. همچنين مقايسه ي نتايج بيشينه فشار و گردابه هاي ايجاد شده در پشت مانع سايبان با ديوار كاملاً عمودي، نشان مي دهد كه استفاده از مانع با هندسه ي سايبان تا حدود 14% ميزان ميرايي موج بلست را افزايش مي دهد. از طرف ديگر، با افزايش زاويه قسمت خميده مانع سايبان از صفر تا 67.5 درجه، به تدريج ميزان ميرايي موج بلست برخورد كرده به مانع تا حدود 4% افزايش مي يابد.

Blast walls are implemented in order to attenuate the explosion blast wave and protect the important objects. These obstacles decrease the blast wave intensity by reflecting a portion of the wave to the explosion source and producing turbulence in the blast wave flow. The geometrical shape of the blast wall, as an influential factor, decreases the intensity and increases the protective effect of these obstacles. In this thesis, the angle of curvature of the canopy blast walls was studied to find the optimum angle with the most attenuation effect. To simulate the interaction of the blast wave with the blast wall, computational fluid dynamic with the finite volume method and OpenFOAM software (an open source software) was used. The results of the simulation with LES turbulence model presented the more exact description for the attenuation of the blast wave interacted with the canopy blast wall. The comparison of the overpressure peak and the created vortexes behind the canopy and oblique wall, shows that the canopy wall increased the attenuation of the blast wave up to 14%. On the other hand, attenuation factor-canopy curvature angle chart has shown that the proper curvature angle of the canopy wall would be between 67.5 and 73 degrees.