حل عددی تنش‌های مکانیکی و حرارتی در استوانه جدار نازک تحت انفجار گازی داخلی

Abstract

انفجار گازی درون لوله ها باعث ایجاد همزمان موج های شاک فشاری- حرارتی می شود. انفجار گازی شامل یک موج شاک در جلو و یک منطقه واکنش در پشت آن می باشد که به شدت با هم کوپل شده اند. سرعت، فشار و دمای گاز بعد از انفجار بستگی به مقدار و نوع مخلوط سوخت مورد استفاده دارد. بیشینه ی فشار موج مکانیکی ناشی از انفجار می تواند 20 تا 30 برابر فشار محیط باشد و دمای گاز در انفجار به بیش از 2000 درجه سانتیگراد می رسد. موج شاک مکانیکی ناشی از انفجار گازی، در هر نقطه از لوله سبب ایجاد کرنش های نوسانی شده که گاهی اوقات چندین برابر کرنش های استاتیک معادل هستند. از طرفی حرارت زیاد ناشی از موج انفجار متوالی گازی داخلی، سبب ایجاد تنش های حرارتی در لوله می شود. در این مقاله، تنش های مکانیکی و حرارتی ناشی از انفجار گازی از طریق شبیه سازی عددی، بررسی شده است. در این خصوص، ابتدا تغییر مکان های مکانیکی و سپس تغییر مکان های حرارتی شبیه سازی شده است. در نهایت تنش های مکانیکی و حرارتی ناشی از انفجار، به صورت همزمان درون لوله محاسبه شده اند.