Математическое моделирование защиты окружающей среды от взрывных воздействий на объектах хранения опасных веществ

• Автор: Шиянов, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 05.26.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 246 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. О безопасности окружающей среды при взрывных
воздействиях в сложных технических объектах
1.1. О мониторинге и надежности уникальных объектов
1.2. О физической картине в сооружениях вызванных
волнами напряжений
1.3. О численном моделировании напряженного состояния в
сложных деформируемых областях при нестационарных динамических воздействиях
1.4. О достоверности результатов численного моделирования
волн напряжений в сложных деформируемых объектах
1.5. Математическое моделирование безопасности
сооружений с помощью полостей при взрывных воздействиях
1.6. Постановка задач исследований
Глава 2. Численное моделирование упругих взрывных волн в
деформируемых областях сложной формы
2.1. Постановка задачи
2.2. Разработка методики и алгоритма
2.3. Выводы
Глава 3. Оценка точности численного метода и решение задачи
о воздействии упругой взрывной волны в объекте
хранения опасных веществ без полости
3.1. Решение задачи о распространении плоских продольных
волн в виде импульсного воздействия (восходящая часть - четверть круга, нисходящая - линейная) в упругой полуплоскости
3.2. Решение задачи о воздействии упругой взрывной волны в

объекте хранения опасных веществ без полости
3.3. Выводы
Глава 4. Решение некоторых задач о воздействии упругой
взрывной волны в объекте хранения опасных веществ с полостью
4.1. Решение задачи о воздействии упругой взрывной волны в объекте хранения опасных веществ с полостью в виде прямоугольника (соотношение ширины к высоте один к
пяти)
4.2. Решение задачи о воздействии упругой взрывной волны в объекте хранения опасных веществ с полостью в виде прямоугольника (соотношение ширины к высоте один к
десяти)
4.3. Решение задачи о воздействии упругой взрывной волны в объекте хранения опасных веществ с полостью в виде прямоугольника (соотношение ширины к высоте один к пятнадцати)
4.4. Выводы
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время вопросам безопасности окружающей среды от взрывных воздействий в объектах хранения опасных веществ уделяется большое внимание. Рассматриваемая проблема включает большой перечень фундаментальных и прикладных задач в области чрезвычайных ситуаций техногенного характера, которые необходимо решить. Одной из главных задач является определение волновых напряжений в объектах хранения опасных веществ с окружающей средой. Для обеспечения безопасности окружающей среды от взрывных воздействий в объектах хранения опасных веществ назрела необходимость применять различные технические средства, которые могли помочь управлять напряженным состоянием. Управление волновым напряженным состоянием возможно осуществить с помощью методов численного моделирования рассматриваемого объекта. В работе применяется один из возможных технических средств защиты окружающей среды от взрывных воздействий в объектах хранения опасных веществ — полости в окрестности предполагаемого сооружения. Взрывное волновое воздействие, на своем пути встречая полость, будет ее обходить. Поэтому будет снижаться напряженное состояние в предполагаемом объекте. На основании изложенного можно утверждать, что постановка задачи, разработка методики, реализация алгоритма численного моделирования и решение задач о применении технических средств защиты окружающей среды от волновых взрывных воздействий в объектах хранения опасных веществ, является актуальной фундаментальной и прикладной научной задачей.
Объект исследования - безопасность сооружения от взрывных воздействий.
Предмет исследования - безопасность окружающей среды от взрывных воздействий в объектах хранения опасных веществ.
Целью работы, является численное моделирование безопасности

Исследуемая расчетная область имеет 17112 узловых точек. Решается система уравнений из 68448 неизвестных. Рассматриваются некоторые точки на свободной поверхности упругой полуплоскости в окрестности полости. Полость, с соотношением ширины к высоте один к пятнадцати, уменьшает величину упругого растягивающего контурного напряжения ак в 4,79 раза. Полость, с соотношением ширины к высоте один к пятнадцати, уменьшает величину упругого сжимающего контурного напряжения стк в 6,63 раза. Полость, с соотношением ширины к высоте один к пятнадцати, уменьшает величину упругого растягивающего нормального напряжения ах в 5,14 раза. Полость, с соотношением ширины к высоте один к пятнадцати, уменьшает величину упругого сжимающего нормального напряжения стх в 8,14 раза.
Решена задача о внешнем взрывном воздействии на сооружение неглубокого заложения без полости. Взрывное воздействие моделируется в виде дельта функции. Исследуемая расчетная область имеет 17112 узловых точек. Решается система уравнений из 68448 неизвестных. Получены напряжения в точках на поверхности упругой полуплоскости около сооружения неглубокого заложения без полости. Растягивающее упругое контурное напряжение ок имеет следующее максимальное значение ок = 0,349. Сжимающее упругое контурное напряжение стк имеет следующее максимальное значение стк = - 0,303. Растягивающее упругое нормальное напряжение ох имеет следующее максимальное значение <тх= 0,163. Сжимающее упругое нормальное напряжение ох имеет следующее максимальное значение ох = - 0,192.
Получены напряжения в угловых точках у основания сооружения неглубокого заложения без полости. Растягивающее упругое контурное напряжение ак имеет следующее максимальное значение ок = 0,349.