شبيه‌سازي تراك در مواد شديدالانفجار با استفاده از مدل WK

Detonation Modeling of High Explosives Using WK Theory

در تحقيق حاضر انتشار موج تراك در مواد شديد الانفجار ايده‌آل و غيرايده‌آل مورد بررسي و مقايسه قرار گرفته است. براي اين منظور يك كد كامپيوتري تهيه شده است كه از مدل ارايه شده توسط وود و كرك‌وود (مدل WK)، كه براي تراك خوداتكا با انحناي كم جبهه جواب‌هاي مناسبي به‌دست مي‌دهد، استفاده مي‌كند. با استفاده از اين مدل، مي‌توان رابطه‌ي بين سرعت انتشار تراك و شعاع انحناي تراك خميده را كه در عمل مشاهده مي‌شود با دقت نسبتاً خوبي به‌دست آورد. در اين تحقيق به ضعف تيوري چاپمن - ژوگت (CJ) در پيش‌بيني سرعت انتشار تراك در مواد منفجره‌ي غيرايده‌آل اشاره و با به‌كارگيري تيوري WK اين ضعف تا حدودي بر طرف شده است. مقايسه‌ي نتايج به‌دست آمده از اين مدل با نتايج تجربي، نشان از دقت نسبتاً خوب اين مدل در شبيه‌سازي انتشار تراك در مواد منفجره‌ي غيرايده‌آل مخصوصا در انحناهاي كم دارد. مطالعه حاضر نشان مي‌دهد كه دقت معادلات حالت و نرخ سوزش به‌كار گرفته شده، نحوه‌ي كاليبره كردن آنها و همچنين نزديكي قوانين مخلوط انتخابي به فيزيك مساله مورد مطالعه نيز در دقت نتايج تاثير گذار مي‌باشد.

In this article, the detonation wave propagation in the ideal and non-ideal high explosives has been studied and compared. This study is performed utilizing the Wood-Kirkwood theory (WK theory), which is valid for slightly curved self-sustained detonations. Utilizing this model, a relation between detonation velocity and the front curvature is obtained. In this study, it has been shown that non-ideal explosives are poorly modeled by Chapman-Jouguet (CJ) theory. Comparison of the results of WK model with empirical data reveals that WK model has good accuracy in modeling detonation propagation in non-ideal explosives, especially for small curvatures. The present study shows that of the accuracy of state equations, the employed burning rate, their calibration, and also the mixture rules influence the results considerably.