Simulering av stötvågsutbredning och strukturrespons från detonationer i luft, principstudie

Målsättningen med studien har varit att bedöma om tillgängliga numeriska metoder kan utnyttjas för dimensioneringsändamål då experimentella resultat inte finns tillgängliga som underlag. Anledningen till detta är att det i ett flertal fall kan det vara svårt att erhålla experimentella data, till exempel att genomföra försök i full skala samt vid bedömning av verkan från nya vapen. Tidigare genomförda försök vid FOA för att studera verkan från sprängämnesladdningar med massan 48 kg har använts för jämförelse med simuleringarna. Vid dessa experiment har stötvågen från klotformade laddningar registrerats, samt strukturresponsen för belastade byggnadselement studerats. Simuleringar har i huvudsak genomförts med användande av Autodyn 2D och 3D. Tyngdpunkten har legat på beräkning av belastande tryck, men även simuleringar med strukturrespons har genomförts. Vid simuleringar har tryck och impulser från stötvågen kunnat beräknas med relativt god överensstämmelse, trots att endast ett fåtal försöksdata har funnits tillgängliga. De beräknade maximala trycken är dock kraftigt beroende av vald elementstorlek. Trots detta har beräknade 3D-modeller givit resultat som i genomsnitt har -5% fel för beräknat tryck och -9% fel för beräknad impulsbelastning. Slutgiltig utformning av 2D-modellen med använde av Euler-FCT (Flux Corected Transport) har givit mycket goda resultat, i genomsnitt +0.2% fel för beräknat tryck och +3.6% fel för beräknad impulsbelastning. Lokala variationer för enstaka mätpunkter är både mindre och större än de ovan angivna. Det finns därmed goda möjligheter att simulera stötvågsutbredning i luft med Autodyn genom de i rapporten beskrivna metoderna.