Математическое моделирование ударно-волновых и сейсмовзрывных процессов

Программный комплекс «KT-Shock-09»

С целью прогнозирования, предупреждения и ликвидации последствий взрывов при аварийных ситуациях и террористических актах специалистами ЗАО «Каскад-Телеком» разработан и внедрен программный комплекс «KT-Shock-09», предназначенный для математического моделирования ударно-волновых и сейсмовзрывных процессов в твердых, жидких и газообразных средах, а также для расчета динамические воздействий на конструкции, как в двухмерной, так и в пространственной (3D) постановке. В настоящее время с применением этого комплекса проводятся следующие расчеты:

1. Моделирование распространения воздушных ударных волн (ВУВ) в двумерной и пространственной постановках. Области возможного применения:

  • расчет нагрузок на конструкции от действия воздушной ударной волны при аварийных и террористических взрывах;
  • оценка экранирующего влияния одних объектов на нагрузки, воспринимаемые другими;
  • моделирование взрыва внутри здания и затекания ВУВ в него при взрыве снаружи;
  • расчет параметров воздушных ударных волн при их распространении по системе каналов (горных выработок, туннелей и т.п.).

2. Расчет конструкций на сейсмовзрывные воздействия в двумерной постановке.

При расчете сооружений, заглубленных в грунт, методика учитывает: дифракционное взаимодействие волн сжатия в грунте с деформируемым и смещаемым сооружением, влияние свободной поверхности грунта и подстилающего скального основания, вязко-упруго-пластические свойства, слоистость и градиентность грунта. Методика позволяет рассчитывать конструкции произвольного очертания. Допускается наличие любого количества шарниров и, в частности, их отсутствие. Конструкционными материалами могут быть сталь, железобетон, дерево, синтетические материалы. Методика расчета учитывает работу конструкции как в упругой, так и в упругопластической стадиях. Форма сечений элементов конструкций может быть произвольной. В процессе расчета контролируется разрушение конструкции по предельным деформациям.

3. Прогнозирование последствий аварийных и террористических взрывов.

Предназначается для прогнозирования последствий конкретных сценариев чрезвычайных ситуаций (ЧС), связанных с аварийными или террористическими взрывами. Программный комплекс позволяет также проводить зонирование территории по степени риска поражения людей при авариях, связанных с транспортировкой и хранением взрывоопасных веществ, а также оценивать эффективность мероприятий по снижению уровня риска. При проведении зонирования территории в качестве основного поражающего фактора рассматривается воздушная ударная волна. По результатам расчета может быть построена карта регионального риска для рассматриваемого участка местности и определен обобщенный интегральный показатель уровня риска в нем — средневзвешенное по вероятности математическое ожидание потерь. При рассмотрении последствий конкретных сценариев ЧС программный комплекс обеспечивает прогнозирование результатов поражающего воздействия взрывов зарядов конденсированных ВВ, емкостей (резервуаров, газгольдеров) со сжатыми инертными газами (физических взрывов), а также химических взрывов, связанных с детонацией газов в емкостях. В методике производится контроль и реализация повторных взрывов (эффект домино), инициируемых воздействием поражающих факторов первичного взрыва. Задание сценария ЧС проводится в интерактивном режиме на компьютерной (векторной) карте местности. После проведения моделирования ЧС программа позволяет получить параметры поражающих факторов, воздействовавших на каждый объект, и оценить состояние объектов после взрыва.

4. Расчет конструкций на динамические воздействия в пространственной постановке.

Программным комплексом реализован расчет нагрузок на конструкции произвольной формы от действия ВУВ, в том числе — прямой динамический расчет конструкций, выполняемый совместно с расчетом нагрузок. Такие расчеты могут с успехом быть использованы специалистами МЧС России, МВД РФ, Минобороны РФ, а также в строительной, газо-нефтедобывающей, угольной и других отраслях.

Сертификация программного комплекса проведена в системе добровольной сертификации «Оборонный регистр».

Комментарии запрещены.