Blast wave interaction with structures: an application of exploding wire experiments
Blast wave interaction with structures: an application of exploding wire experiments
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爆炸波与结构的相互作用：爆炸线实验的应用
DOI：
10.1007/s41939-020-00076-0
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发表时间：
2020
影响因子：
2.2
通讯作者：
Janelle Coleen A. Dela Cueva, Lingzhi Zheng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Janelle Coleen A. Dela Cueva, Lingzhi Zheng
这项研究的目的是建立在以前的冲击动力学研究，以创建一个改进的实验装置，可用于更好地了解冲击波与结构的相互作用。大规模的冲击波实验对实验人员、周围环境和资助机构都构成了风险。相比之下，小规模爆炸实验能够减少危险，减少每次实验所需的资金，同时产生有价值的数据。另一方面，爆炸波-结构相互作用的模拟可能导致大量的计算时间和需要验证的结果。本研究中使用的爆炸丝设置已经过优化，每次实验的运行时间小于100 s，可以始终如一地产生结果。可适应的爆炸线设置具有10-40 kV的放电电压范围。该配置包括三个主要组成部分：驱动器，实验装置和超高速成像系统。爆炸丝装置的原始构造允许灵活地调整规格，例如初始爆炸、冲击波起源以及二维和三维的大小。算法跟踪的最新进展已经允许自动检测各个冲击波阵面。在这种情况下，爆炸线装置被适配成在二维城市规模的爆炸模拟，并与数值模拟的结果进行了比较。
The purpose of this research study is to build upon prior shock dynamics research to create an improved experimental setup that can be used to better understand the interaction of shock waves with structures. Large-scale blast wave experiments pose a risk to the individuals running the experiments, the surroundings, and the institution funding them. In contrast, small-scale blast experiments are able to decrease the danger and amount of funding needed associated with each experiment while producing valuable data. Simulations of blast wave–structure interaction may, on the other hand, result in extensive computational times and results that need verification. The exploding wire setup used in this research study has been optimized to consistently produce results at a run-time of less than 100 s per experiment. The adaptable exploding wire setup has a discharge voltage range of 10–40 kV. The configuration includes three main components: the driver, the experimental apparatus, and an ultrahigh-speed imaging system. The original makeup of the exploding wire apparatus allows for flexible adjustments of specifications such as initial detonation, shock wave origin, and magnitude in two and three dimensions. A recent advancement in algorithm tracking has allowed for automated detection of the individual shock fronts. In this instance, the exploding wire apparatus was adapted to simulate city-scale explosions in two dimensions, and the results were compared with numerical simulations.
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