Registrering och simulering av tryckförlopp vid detonation av laddning över markplan

Möjligheten att simulera stötvågor, genererade av detonerande laddningar i luft, och deras interaktion med strukturer, har snabbt förbättrats under de senaste åren, som en följd av datorutvecklingen. För att erhålla en god simulering krävs en god beskrivning av detonationsförloppet i sprängämnet, en god beskrivning av reaktionsprodukternas egenskaper (tillståndsekvation), en god beskrivning av luftens egenskaper (tillståndsekvation) samt en god beskrivning av omgivande strukturer såsom marken. För en fullständig beskrivning av förloppet krävs en simulering av turbulenta förlopp vid begränsningsytor samt den turbulenta förbränningen av reaktionsprodukterna med luft. Ofta kan de turbulenta förloppen försummas i vilket fall förloppet beskrivs med Eulerekvationerna. Dessa är implementerade i datorkoderna LS-Dyna och Autodyn där förloppet beskrivs med rumsfasta celler. I avsikt att kalibrera ovanstående koder vad gäller tillståndsekvationer och krav på numerisk noggrannhet har ett antal mätningar utförts för att erhålla experimentellt underlag. Härvid har 6 laddningar (laddningsvikter 15.5 kg och 16.3 kg) detonerats på olika höjder över marken och marktrycket har mätts på 4 olika sidoavstånd från nollpunkten. En simulering med LS-Dyna har utförts vid fallet detonation på 1 m höjd. Med en cellstorlek på ca 10 mm erhålles ca 10% för låga tryckvärden. Två simuleringar med Autodyn har utförts vid fallen detonation på 1 m och 2 m höjd. Med tillräckligt små celler (typiskt 2 mm) erhålles tillfredsställande överensstämmelse med experiment. Förbättrad överensstämmelse kan erhållas genom variation av ingående materialparametrar.