Розробка математичної моделі локалізації вибуху малогабаритного предмету за допомогою спеціалізованого захисного пристрою

Автор(и)

  • Yevgen Stetsiuk Національний університет цивільного захисту України, вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-5204-9194

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.173640

Ключові слова:

захисний пристрій, математична модель локалізації вибуху, міцність технічного засобу, пакет ANSYS

Анотація

В роботі у якості об’єкта дослідження розглядається захисний пристрій куполоподібної форми, який використовується піротехнічними підрозділами для локалізації надзвичайної ситуації у разі вибуху всередині нього малогабаритного небезпечного предмету. Відмічено, що одним з найбільш проблемних місць його застосування є розробка рекомендацій, реалізація яких повинна забезпечити недопущення розвитку надзвичайної події до рівня надзвичайної ситуації за такими пріоритетними наслідками, як кількість жертв та кількість постраждалих. Показано, що визначення таких рекомендацій щодо локалізації наслідків надзвичайної ситуації у разі вибуху малогабаритного вибухонебезпечного предмету за допомогою спеціалізованого захисного пристрою вимагає отримання математичної моделі локалізації осередку надзвичайної ситуації. Ця модель повинна забезпечити оцінку міцності технічного засобу локалізації осколків та стати основою для коригування існуючих оперативних процедур у разі його застосування піротехнічними підрозділами. В ході дослідження використовувався Ейлерово-Лагранжевий підхід, який дозволив отримати математичну модель локалізації за допомогою захисного пристрою куполоподібної форми наслідків надзвичайних ситуацій у разі вибуху всередині нього малогабаритного небезпечного предмету. Математична модель на практиці реалізується в кінцево-елементному пакеті із застосуванням бібліотеки комп’ютерного комплексу ANSYS/AUTODYN. Це дозволяє не створювати кожен раз фактично новий пакет прикладних програм, як це робилось раніше для опису подібних моделей. Завдяки цьому забезпечена оцінка міцності технічного засобу локалізації осколків. У порівнянні з аналогічними відомими моделями розроблена математична модель дозволяє оцінити розмір мінімальної товщини захисного пристрою. Це дозволяє витримати вибух малогабаритного вибухонебезпечного предмету та визначити мінімальну вагу засобу захисту з урахуванням оперативних можливостей бойового розрахунку піротехнічного підрозділу.

Біографія автора

Yevgen Stetsiuk, Національний університет цивільного захисту України, вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кафедра піротехнічної та спеціальної підготовки

Посилання

  1. Pro skhvalennia Stratehii reformuvannia systemy DSNS Ukrainy (2017). Rozporiadzhennia Kabinetu Ministriv Ukrainy No. 61. 25.01.2017. Baza danykh «Zakonodavstvo Ukrainy». VR Ukrainy. Available at: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/61-2017-%D1%80
  2. Xiao, T., Horberry, T., Cliff, D. (2015). Analysing mine emergency management needs: a cognitive work analysis approach. International Journal of Emergency Management, 11 (3), 191–208. doi: http://doi.org/10.1504/ijem.2015.071705
  3. Toan, D. Q. (2015). Train-the-Trainer Trauma Care Programin Vietnam. Journal of Conventional Weapons Destruction, 19 (1). Available at: http://commons.lib.jmu.edu/cisr-journal/vol19/iss1/9
  4. Smith, A. (2017). An APT Demining Machine. Journal of Conventional Weapons Destruction, 21 (2). Available at: http://commons.lib.jmu.edu/cisr-journal/vol21/iss2/15
  5. Hadjadj, A., Sadot, O. (2013). Shock and blast waves mitigation. Shock Waves, 23 (1), 1–4. doi: http://doi.org/10.1007/s00193-012-0429-0
  6. Tyas, A., Rigby, S. E., Clarke, S. D. (2016). Preface to special edition on blast load characterisation. International Journal of Protective Structures, 7 (3), 303–304. doi: http://doi.org/10.1177/2041419616666340
  7. Blakeman, S. T., Gibbs, A. R., Jeyasingham, J. (2008). A study of mine resistant ambush protected (MRAP) vehicle as a model for rapid defence acquisitions. MBA Professional Report Monterey Naval School. Available at: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/a493891.pdf
  8. Sherkar, P., Whittaker, A. S., Aref, A. J. (2010). Modeling the effects of detonations of high explosives to inform blast-resistant design. Technical Report MCEER-10–0009. Available at: https://ubir.buffalo.edu/xmlui/bitstream/handle/10477/25356/10-0009.pdf?sequence=3
  9. Armor Thane Reduces the Impact from Bombs and Bullets. Available at: https://www.armorthane.com/protective-coating-applications/blast-mitigation-protection.htm
  10. Togashi, F., Baum, J. D., Mestreau, E., Löhner, R., Sunshine, D. (2010). Numerical simulation of long-duration blast wave evolution in confined facilities. Shock Waves, 20 (5), 409–424. doi: http://doi.org/10.1007/s00193-010-0278-7
  11. Snyman, I. M., Mostert, F. J., Olivier, M. (2013). Measuring pressure in a confined space. 27th international symposium on ballistics, 1, 829–837.
  12. Woodley, C., Feng, C., Li, B. (2018). Defence Technology. 1st International Conference on Defence Technology. Beijing, 14 (5), 357–642. doi: http://doi.org/10.1016/s2214-9147(18)30442-2
  13. Van den Berg, A. C. (2009). “BLAST”: A compilation of codes for the numerical simulation of the gas dynamics of explosions. Journal of Loss Prevention in the Process Industries, 22 (3), 271–278. doi: http://doi.org/10.1016/j.jlp.2008.07.004
  14. Cullis, I. G., Nikiforakis, N., Frankl, P., Blakely, P., Bennett, P., Greenwood, P. (2016). Simulating geometrically complex blast scenarios. Defence Technology, 12 (2), 134–146. doi: http://doi.org/10.1016/j.dt.2016.01.005
  15. Chaudhuri, A., Hadjadj, A., Sadot, O., Ben-Dor, G. (2012). Numerical study of shock-wave mitigation through matrices of solid obstacles. Shock Waves, 23 (1), 91–101. doi: http://doi.org/10.1007/s00193-012-0362-2
  16. Remennikov, A. M., Mendis, P. A. (2006). Prediction of airblast in complex environments using artificial neural networks. WIT transactions on the build environment, structures under shock and impact IX, 269. doi: http://doi.org/10.2495/su060271
  17. Programmnyi paket ANSYS. Available at: https://sites.google.com/site/komputernoemodelirovanie/home/stati/programmnyj-paket-ansys
  18. Andreev, S. G., Babkin, Iu. A., Baum, F. A. et. al.; Orlenko, L. P. (Ed.) (2002). Fizika vzryva. Vol. 1. Moscow: FIZMATLIT, 832.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-06-30

Як цитувати

Stetsiuk, Y. (2019). Розробка математичної моделі локалізації вибуху малогабаритного предмету за допомогою спеціалізованого захисного пристрою. Technology Audit and Production Reserves, 3(2(47), 26–30. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.173640

Номер

Том 3 № 2(47) (2019): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Системи та процеси керування: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Yevgen Stetsiuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.