Расчет нагрузки на здания от ударной волны взрыва

[J2K 0]

Добрый день!

Суть задачи такова. На производственном объекте посчитали взрыв на территории и получилось, что здания не выдерживают нагрузки от ударной волны. Предложили построить защитную стену. И вот теперь озадачились вопросом, можно ли как-то проверить, хватит ли стены, чтобы здания остались целы.

Может кто-нибудь сталкивался с подобной задачей?

[soklakov 1 475]

1 час назад, J2K сказал:

На производственном объекте посчитали взрыв на территории и получилось, что здания не выдерживают нагрузки от ударной волны.

посчитали на коленке, али как?

эту задачу можно решить в Autodyn или Ls-Dyna.

а потом добавить в задачу защитную стену - не проблема.

[Fedor 1 597]

http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785432301765.html  может тут есть чего ?  Надо то найти давление на фронте взрыва да и приложить его можно и к статической задаче.  Ну или как удар в сопромате считается...

 

http://sro-ural.ru/doc/site/library/doc/268.pdf  для внутренних взрывов есть давление на которое надо считать ...

Мы же считаем ветровые воздействия и с пульсацией ветра. Ну и считать взрывное воздействие как пульсацию. Вроде все просто. Кода в армии был в учебке сержантской там была какая то формула для расчета взрывного воздействия и количества взрывчатки чтобы разнести дом например. Конспектов естественно не сохранилось, они в чемодане в секретке хранились и выдавались только на время   :)

 

https://lidermsk.ru/documents/178/ekstremalnyie-vozdejstviya-na-sooruzheniya-birbraer-an-roleder-ayu-2009g/

Изменено 22 ноября 2019 пользователем Fedor

[soklakov 1 475]

21 минуту назад, Fedor сказал:

Надо то найти давление на фронте взрыва да и приложить его можно и к статической задаче.  Ну или как удар в сопромате считается...

найти давление от взрыва не проблема на коленке. проблема на коленке - учесть препятствие произвольной высоты, толщины и разрушабельности. насколько оно ослабит волну, которая идет на здание?

а может, при определенной валоподобной форме, удастся вообще грамотно отразить волну в небо.

24 минуты назад, Fedor сказал:

Кода в армии был в учебке сержантской там была какая то формула для расчета взрывного воздействия и количества взрывчатки чтобы разнести дом например.

скорее всего ею и пользовались

[Fedor 1 597]

Если стенка устояла то к зданию волна не доберется, а если разрушилась то надо оценить при каком давлении это может произойти и вычесть его из начального :)

[Борман 2 375]

Это модная тема кстати... набирает обороты.

[J2K 0]

7 часов назад, soklakov сказал:

посчитали на коленке, али как?

эту задачу можно решить в Autodyn или Ls-Dyna.

а потом добавить в задачу защитную стену - не проблема.

Изначально задача была сформулирована так:

Цитата

Прошу рассмотреть возможность выполнения расчета.
Вопросу по зданиям с постоянным пребыванием людей, а также здания пунктов управления производственными процессами без постоянного пребывания персонала не выдерживают нагрузки от воздействия ВУВ при реализации расчетных аварийных сценариев (взрыв облака ПТБ).
          При разработке возможных компенсирующих решений в рамках ОБ ОПО и в связи с невозможностью внесения конструктивных изменений в вышеуказанные здания, было предложено использование преграждающих конструкций (защитных стен) частично поглощающих и перенаправляющих ВУВ. При этом определить величину остаточной ВУВ за преграждающей конструкцией общедоступными методиками и интегральными моделями расчета не представляется возможным, в связи с чем возникает необходимость в газодинамическом моделировании (CFD-модель), для определения падающей ударной нагрузки на здания.
         В связи с отсутствием программного комплекса и специалистов для проведения расчетов в ТНН принято решение о передаче данного объема работ на субподряд. В связи с определенной спецификой расчетов прошу по возможности направить контакты организаций, которые обладают навыками выполнения расчетов.

Причем ни стоимость ни сроки пока не оговаривались. Но судя по тому, как они в меня вцепились, со специалистами в данном вопросе не густо.

 

Вы в состоянии что-то подобное решить? У меня просто профиль - пожарная безопасность и мои взрывы все это не учитывают.

[soklakov 1 475]

1 час назад, J2K сказал:

Вы в состоянии что-то подобное решить?

да, но долго и дорого. и это будет не cfd, а явная динамика с моделированием распространения взрывной волны, ее отражением и переотражением, а также с разрушением или частичным разрушением  конструкций.

можно, конечно, и сиэфди, но лучше забивать гвоздь молотком, а не отверткой.

1 час назад, J2K сказал:

предложено использование преграждающих конструкций (защитных стен) частично поглощающих и перенаправляющих ВУВ

так сказать - жертвенные конструкции.

[a_schelyaev 366]

Не очень понял почему задача для не CFD? Типовая  cfd задача с ударно-волновым процессом. У нас на конкурсе работ ребята с моделированием взрыва в карьере взяли первое место.

А вот как анонизм в виде дайны для таких задач не поддерживаю.

Вот пример решения верификационной задачи

https://vk.com/wall-43448029_929

 

В общем, ребят, пора уже считать задачи современными методами ;)

[frei 458]

21 час назад, J2K сказал:

и получилось, что здания не выдерживают нагрузки от ударной волны

Странный вопрос. Обваловку из грунта вокруг опасного объекта обычно делают, что б волну вверх направить. 

[Victoria 104]

1 час назад, a_schelyaev сказал:

Не очень понял почему задача для не CFD? Типовая  cfd задача с ударно-волновым процессом. У нас на конкурсе работ ребята с моделированием взрыва в карьере взяли первое место.

А вот как анонизм в виде дайны для таких задач не поддерживаю.

В общем, ребят, пора уже считать задачи современными методами ;)

А LS-DYNA - это уже не современные методы?

[Борман 2 375]

2 часа назад, a_schelyaev сказал:

Вот пример решения верификационной задачи

 

Интересен сам переход от мирно покоящейся цистерны с газом к ограниченному в пространстве мирному объему газа с давлением X Атм. Хотя для всего есть инженерные методики, лично видел.. Кто-то проектировал устойчивое к взрыву здание из сендвич-панелей.

 

Обычно вопрос в другом. Не всегда понятно, что может и что не должно разрушиться при воздействии. А если что-то может разрушиться, что тоже ли это самое что "погнуться". Если да, что как сильно что-то может погнуться.. и т.д...

[AlexKaz 1 821]

3 часа назад, Victoria сказал:

А LS-DYNA - это уже не современные методы?

В какой-то конференции у дайны есть статья с разрушением вагона поезда, что-то там не срослось с blast loading, а вот с eos срослось, но eos тянет лишь соответствующий специалист-взрывотехник.

Вообще же взрыв или внезапный рост давления в точке пространства моделит даже Flotran с ручным ограничением значений переменных, другое дело зачем, когда есть советские методички.

И потом, ТС не атомный взрыв рассматривает - вот по нему реально нет открытой литературы. А по обычному тротилу в любой интернет-библиотеке куча книг.

[Victoria 104]

Я не против расчетов взрывных явлений подходящими методами.

Я против такого утверждения

6 часов назад, a_schelyaev сказал:

А вот как анонизм в виде дайны для таких задач не поддерживаю.

В общем, ребят, пора уже считать задачи современными методами ;)

При этом LS-DYNA & AUTODYN -  лучшие для расчетов взрывов

 

[ak762 307]

1 час назад, AlexKaz сказал:

И потом, ТС не атомный взрыв рассматривает - вот по нему реально нет открытой литературы. А по обычному тротилу в любой интернет-библиотеке куча книг.

офф. :
интересно, а в чем может быть разница по динамике, если ядерные взрывы измеряют в тротиловом эквиваленте

[AlexKaz 1 821]

Только что, ak762 сказал:

офф. :
интересно, а в чем может быть разница по динамике, если ядерные взрывы измеряют в тротиловом эквиваленте

Вы так спрашиваете как-будто у меня есть допуск, нету. Просто приходилось искать подробности - закрытая инфа наглухо. В свободном доступе только общая физическая теория (ну или как-то не особо такую тему сканят и выкладывают).

Судя по тому, что открыто и нарыл - далеко не все сдохнут от динамики и под завалами. БОльшая часть от других поражающих факторов. Техника - с нехилой вероятностью тоже от других. Поэтому и закрыто.

Изменено 23 ноября 2019 пользователем AlexKaz

[a_schelyaev 366]

8 часов назад, Victoria сказал:

А LS-DYNA - это уже не современные методы?

Да, согласен неподходяще выразился. Не методами, а методиками. А если методами, то правильнее сказать подходящими.

Для решения задачи газовой динамики и гидродинамики нужно использовать предназначенные для этого методы.

9 часов назад, frei сказал:

Странный вопрос. Обваловку из грунта вокруг опасного объекта обычно делают, что б волну вверх направить. 

Ударная волна это фронт, который распространяется во все стороны, как бы, в общем случае. Обваловка создаст переотражение волны, на нее падающей также во все стороны, из определения фронта волны. Но все, что шло выше обваловки как шло так и будет идти. А вот есть один интересный момент это локальное повышение давление у поверхности из-за трения и вот там, я предположу, что обваловку делают чтобы компенсировать это локальное дельта Пэ.

7 часов назад, Борман сказал:

Интересен сам переход от мирно покоящейся цистерны с газом к ограниченному в пространстве мирному объему газа с давлением X Атм. Хотя для всего есть инженерные методики, лично видел.. Кто-то проектировал устойчивое к взрыву здание из сендвич-панелей.

 

Обычно вопрос в другом. Не всегда понятно, что может и что не должно разрушиться при воздействии. А если что-то может разрушиться, что тоже ли это самое что "погнуться". Если да, что как сильно что-то может погнуться.. и т.д...

Подход типовой. У вас есть облако с ПДК, которое жахает. Дальше образуются продукты сгорания, которые расширяются. В итоге имеем задачу о двух баранах на мосту: один баран это продукты сгорания, а второй это атмосферный воздух. Между ними фронт ударной волны.

Дальше все сводится к хорошему численному содержимому метода и его реализации, а второе слагаемое это правильная термодинамика каждого из баранов.

В качестве НУ берете область нужной формы по вашей задаче и согласованные значения в ней для переменных решаемых уравнений. Если очень хочется, то можно и химические реакции добавить, но на практике достаточно продукты сгорания правильно прописать.

В части методики если мы имеем просто набегание волны на стенку, то есть аналитика с эмпирикой. В том же ABAQUS кнопка соответствующая. А вот если нужно смотреть переотражения и суммирование волн, то это уже CFD.

Изменено 23 ноября 2019 пользователем a_schelyaev

[Борман 2 375]

10 минут назад, a_schelyaev сказал:

Обваловка

А зачем из делают такими "косыми" ?

https://yandex.ru/maps/?l=sat&ll=38.359145%2C55.796409&z=18

Сделали бы все параллельно и перпендикулярно.

[frei 458]

9 минут назад, a_schelyaev сказал:

Ударная волна это фронт

Вы мне еще про инварианты Римана лекцию прочитайте. 

[a_schelyaev 366]

Только что, frei сказал:

Вы мне еще про инварианты Римана лекцию прочитайте. 

Это уже платная услуга. Обращайтесь. ;)

1 минуту назад, Борман сказал:

А зачем из делают такими "косыми" ?

https://yandex.ru/maps/?l=sat&ll=38.359145%2C55.796409&z=18

Сделали бы все параллельно и перпендикулярно.

На этот вопрос ты и сам можешь ответить.

У вояк это все рассчитывается исходя из предположения откуда прилетит, раз, и какие последствия, когда упадет, два.

Откуда прилетит чистой воды лотерея. Т.к. даже если знаем откуда полетит, то не знаем где упадет в итоге.

А второй пункт это секционирование, что если жахнет в одном месте, то личный состав и техника за соседним укрытием не пострадает. Как по мне, то там как угодно можешь секционировать, насколько бульдозеров хватит.