爆炸仿真揭示:炸弹爆炸时的最佳避难位置

爆炸在很多情况下会发生,比如战争,比如开山修路,比如烟花爆竹,甚至手机爆炸,我们不希望爆炸爆炸伤害身体,那么当发生爆炸时候,我们躲在哪里合适呢?本次以一个简单仿真为例来说明爆炸基本过程。

如图所示,当爆炸发生在中间位置,那么图中的A、B、C、D四个位置哪里躲避,位置最好?下面具体来看一下.

炸弹爆炸躲到哪里更合适?爆炸仿真告诉你!的图1



1.建立模型

仿真的方法采用workbench中集成的ls-dyna来模拟,具体模型及参数都为假定状态。计算空间为5mx10mx2m,底面中间建立TNT炸药模型,其他位置有大型的阻挡块,高度为2m,模型如图所示,模型中阻挡块为空白方式,简化网格数量

炸弹爆炸躲到哪里更合适?爆炸仿真告诉你!的图2



2.材料设置

计算中采用workbench中的设置的材料模型,空气和炸药的的材料设置如图所示

炸弹爆炸躲到哪里更合适?爆炸仿真告诉你!的图3



3.网格设置

网格都采用六面体网格划分,这样的计算会更快一些,结果如图所示

炸弹爆炸躲到哪里更合适?爆炸仿真告诉你!的图4



4.边界条件设置

设置求解时间为1.5s时间,如图所示,设置求解域的周围和上顶面为无反射条件方式的边界,设置起爆点为炸药的中间点位置,如图所示,设置section为单点ALE方式来计算.

炸弹爆炸躲到哪里更合适?爆炸仿真告诉你!的图5炸弹爆炸躲到哪里更合适?爆炸仿真告诉你!的图6



5.结果分析

5.1躲避位置的选择

当发生爆炸后,当然是距离越远越好,但是没有选择的时候,选择哪里好呢?当然是就近选择掩体的后面.观察不同时刻的压力云图可以看到0.25S的时候A和C位置其最先达到最大压力,到0.5s的时候,B和D位置达到最大压力,那么选择哪里位置较好呢?

炸弹爆炸躲到哪里更合适?爆炸仿真告诉你!的图7

如果A和C的位置怎么选择?通过随时间变化的压力曲线来看,A曲线比C曲线的压力峰值时刻靠后一些,但是压力值较大,所以当只能选择A或者C位置的时候,选择C位置是比较好的.


当只能选择B或者D的时候,通过曲线可以看到D位置的压力是比较小的.

炸弹爆炸躲到哪里更合适?爆炸仿真告诉你!的图8

综合所有的曲线可以看到位置的选择顺序是,D-B-C-A,则压力依次减小.



5.2爆炸过程

爆炸能量的波及范围随时间变化的过程如下图所示

炸弹爆炸躲到哪里更合适?爆炸仿真告诉你!的图9



爆炸压力随时间变化的过程如下图所示

炸弹爆炸躲到哪里更合适?爆炸仿真告诉你!的图10

综合以上分析可以看到,当爆炸发生或者即将发生时,可以得到如下结论

1.距离爆炸位置越远越好

2.躲避在掩体之后,选择距离爆炸点宽面的位置,则爆炸冲击波到达后绕过掩体后的压力会降低

当然,当发生爆炸的时候跟本没有时间选择位置,只能趴下、跳到掩体后,因为时间太短了!!

本次分析参考网上的爆炸案例,如下图所示。有需要的可以自己搜索一下

炸弹爆炸躲到哪里更合适?爆炸仿真告诉你!的图11炸弹爆炸躲到哪里更合适?爆炸仿真告诉你!的图12





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