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Abstract

Diese Arbeit beschreibt die Ergebnisse eines von der US-Regierung entwickelten Hydrocodes (SHAMRC, Second-Order Hydrodynamic Automatic Mesh Refinement Code), der ein Explosionsdetonationsexperiment mit 100.000 kg Ammoniumnitrat-Heizöl (ANFO) und 2.080 kg Composition B (CompB) simuliert hat. Die explosive Flächenladung war nahezu halbkugelförmig und detonierte in Wüstengelände. Es wurden zweidimensionale achsensymmetrische (2D) und dreidimensionale (3D) Simulationen durchgeführt, wobei das 3D-Modell eine genauere Darstellung der Geometrie des Versuchsaufbaus lieferte. Sowohl 2D- als auch 3D-Simulationen ergaben Überdruck- und Impulswellenformen, die qualitativ mit dem Experiment übereinstimmten, einschließlich der Erfassung des im Experiment beobachteten Sekundärschocks. Die 2D-Simulation sagte die Ankunftszeit des Primärschocks korrekt voraus, aber die Ankunftszeit des Sekundärschocks war zu früh. Die in 2D vorhergesagten Impulswellenformen stimmten sehr gut mit dem Experiment überein, vor allem zu späteren Berechnungszeiten, und die Vorhersage des frühen Teils der Impulswellenform (in Verbindung mit der anfänglichen Spitze) war in 2D quantitativ besser als in 3D. Die 3D-Simulation sagte auch die primäre Schockankunftszeit korrekt voraus, und die sekundären Schockankunftszeiten lagen in 3D näher am Experiment als in den 2D-Ergebnissen. Die 3D-Vorhersage der Impulswellenform zeigte eine bessere quantitative Übereinstimmung als die 2D-Vorhersage für den späteren Teil der Impulswellenform. Die Ergebnisse dieser numerischen Studie zeigen, dass SHAMRC zuverlässig zur Vorhersage von Phänomenen im Zusammenhang mit der 100-Tonnen-Detonation verwendet werden kann. Die endgültige Genauigkeit der Simulationen wurde durch die Computerzeit und den Speicherplatz begrenzt. Die erzielten Ergebnisse bieten eine gute Genauigkeit und zeigen, dass der Code gut geeignet ist, die Ergebnisse von Explosionsdetonationen vorherzusagen.