انفجار زیرآب پدیده ای شیمیایی است که در جریان آن بدلیل واکنش های شیمیایی ماده منفجره زیر سطح آب منفجر می شود. محصول این انفجار گاز بسیار داغ (حدود 3000 درجه سانتیگراد) همراه با فشار بالا (14 تا 28 مگاپاسکال) است. درهنگام انفجار موجی به نام موج فشار شکل می گیرد که اگر سرعت آن بیشتر از سرعت صوت شود موج شوک نامیده می شود.

حوادث به وجود آمده در محیط دریا را می‌توان با بررسی رخداد حادثه و با تحقیق دقیق از وقوع مجدد آن در آینده جلوگیری کرد. به طور مثال درگذشته سازه‌ی کف کشتی‌های نفت‌کش یک جداره ساخته می‌شد؛ اما با توجه به آمار بالای تصادفات صد سال گذشته نفت‌کش‌ها و نشت مقدار زیادی نفت و دیگر مشتقات آن در دریاها که موجب تخریب و از بین رفتن بسیاری از جانوران شد، در سال 1992م، IMO قانونی تصویب کرد که بر اساس آن تمام تانکرها باید تا ژانویه 2014 دوبدنه ساخته شوند. این قانون اهمیت نگاه دقیق تر به طراحی صحیح سازه های دریایی با قابلیت اطمینان بالا را گوشزد می کند.

انفجار در زیر آب

 

تحلیل انفجار

انفجار زیرآب با انفجاراتی که در سطح زمین رخ می دهد به دلیل ویژگی های آب متفاوت است. آب نسبت به هوا دارای چگالی بسیار بیشتری (حدود 1000 برابر) است که این موجب تحرک سخت تر آب نسبت به هوا می شود (اینرسی بالاتر). از طرفی آب نسبت به هوا تراکم ناپذیرتر است. یعنی باید در فشار حدود 100 اتمسفر (حدود 10 مگاپاسکال) قرار گیرد تا متراکم شده و چگالیش افزایش یابد. از این رو مقدار کمتری از انرژی انفجار را جذب می کند. این دو مورد موجب شدیدتر شدن انفجار زیرآب نسبت به انفجار در هوا می شود.

بدلیل آنکه انفجار زیرآب موجب اختلاف فشار و سرعت می شود معمولا کاویتاسیون در مرز جسم جامد و سیال و همچنین سطح آب شکل می گیرد. بررسی اثر کاویتاسیون در هنگام انفجار زیرآب، مساله ای است که توسط محققان زیادی بررسی شده است. اثرات انفجار زیرآب به عوامل مختلفی مثل عمق انفجار، عمق آب، جنس ماده منفجره و … وابسته است.

ناحیه تشکیل کاویتاسیون در نزدیکی سطح آب

ناحیه تشکیل کاویتاسیون در نزدیکی سطح آب

این پدیده بیشتر در جنگ های دریایی دیده می شود. زیرا انفجاری که در زیر آب و در نزدیکی کف شناور رخ می دهد به مراتب بسیار مخرب تر از انفجار با همان اندازه در سطح آب است. تخریب اولیه سازه با برخورد موج شوک ناشی از انفجار و در ادامه با برخورد حجم زیادی از آب و حباب تولید شده شکل می گیرد. درصورتی که ماده منفجره به اندازه کافی بوده و درست در زیر شاه تیر اصلی کشتی منفجر شود منجر به شکست کامل کشتی و در نهایت غرق شدن آن می شود.

 

انتشار موج انفجار در آبانتشار موج شوک در آب

برای جلوگیری از صدمات ناشی از این انفجار لازم است طراحی شناور به صورتی باشد که در برابر آن مقاومت کند. آزمایشات تجربی مرتبط با انفجار زیرآب بسیار هزینه بر می باشند. از این رو بهترین راه برای بررسی این پدیده استفاده از نرم افزارهای اجزای محدود است. نرم افزار های آباکوس و ال اس داینا امکان شبیه سازی این پدیده را برای کاربران فراهم کرده اند. روش های مختلفی برای شبیه سازی انفجار زیر آب وجود دارد که هر یک مزایا و معایبی دارند. در هنگام شبیه سازی انفجار زیرآب، لحاظ اثر سطح آزاد آب، کاویتاسیون و تشکیل حباب دارای اهمیت است.

جهت سفارش پروژه با مهندسان ما در شرکت بنیان صنعت بنوموسی در تماس باشید.

 

روش های مدل سازی انفجار زیر آب

  • ALE در نرم افزار(Abaqus و LS-Dyna)
  • روش معادل سازی فشار- زمان (Abaqus و LS-Dyna)
  • Load_SSA در نرم افزار LS-Dyna

موارد استفاده

  • شناورهای سطحی و زیرسطحی
  • شکل دهی انفجاری
  • سدسازی

معرفی شرکت بنیان صنعت بنوموسی

هسته اولیه گروه تحقیقاتی بنوموسی در سال 1391 کار خود را با انجام پروژه های شبیه سازی و آنالیز عددی در صنایع مختلف آغاز کرد. با گذشت 5 سال از آغاز فعالیت و انجام پروژه های صنعتی گوناگون گروه تحقیقاتی بنوموسی به شرکت بنیان صنعت بنوموسی تبدیل شد و حوزه فعالیت خود در زمینه تحقیقات نرم افزاری و سخت افزاری را به صورت چشم گیری گسترش داد. این شرکت در حال حاضر یکی از شرکت های تحقیقاتی جهت انجام پروژه های گوناگون در صنایع مختلف همتراز با شرکت ها و پژوهشکده های صنعتی بزرگ در کشور به شمار می آید.

تماس سریع

  • این فیلد برای اعتبار سنجی است و باید بدون تغییر باقی بماند .