Dados do Trabalhos de Conclusão

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
ENGENHARIA DE DEFESA (31007015011P8)
Modelagem Computacional de uma Carga Oca
ALESSANDRO PICCAGLIA BAETA NEVES
TESE
09/01/2014

Este trabalho tem como objetivo a modelagem computacional de um tipo específico de artefato explosivo denominado carga oca. Os esforços de modelagem de uma carga oca podem ser agrupados em dois períodos: O 1º período, compreendido entre as décadas de 1940 e 1980, é caracterizado por um denso acúmulo de conhecimento, obtido através de alguns modelos analíticos acoplados com a realização de dispendiosos experimentos. No 2º período, compreendido desde o início da década de 1990 até os dias de hoje, a solução numérica das equações de conservação da mecânica do contínuo, que governam o fenômeno físico da detonação completa de uma carga oca, utilizando-se recursos computacionais cada vez mais acessíveis e de baixo custo, é uma realidade que tem possibilitado o surgimento de um número crescente de novos estudos. O presente trabalho apresenta um modelo computacional para uma simulação completa de carga oca. Neste modelo, o método hidrodinâmico de partícula suavizada (SPH) é utilizado como forma de solução das equações de conservação. Uma formulação SPH tridimensional (3D), para problemas hidrodinâmicos com resistência dos materiais, é utilizada e simplificada em um plano bidimensional (2D). Inicialmente, utilizando-se simetria plana para a simulação de cargas ocas lineares e, posteriormente, simetria axial para a simulação de cargas ocas cilíndricas. As diversas interfaces entre os múltiplos materiais existentes em uma detonação completa de carga oca são tratadas com a utilização da estratégia multi-fase. Na simetria axial, uma 2ª viscosidade artificial é utilizada como forma de contabilizar o efeito de convergência das partículas do revestimento na direção do eixo de simetria. Todos os resultados das simulações realizadas são consistentes quando comparados com os resultados experimentais disponíveis na literatura, demonstrando que as formulações propostas são válidas e potencialmente utilizáveis em uma modelagem computacional de carga oca.

1.Modelagem computacional. 2. Carga oca.
This work has a purpose the computational modeling of a specific type of explosive called shaped charge. Their modeling efforts can be grouped into two periods: the first period, between the 1940’s and 1980’s, is characterized by a dense accumulation of knowledge, obtained through some analytical models coupled with the realization of expensive experiments. In the second period, from the beginning of the 1990’s to the present day, the possibility of numerical solution of the conservation equations of continuum mechanics, which govern the physical phenomenon of the detonation of a shaped charge, using more accessible and low cost computational resources, is a reality that has enabled an increasing number of new studies. The present work presents a computational model for a complete simulation of a shaped charge. In this model, the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method is used as a way of solving the conservation equations. A three-dimensional (3D) SPH formulation, for problems with strength of materials, is used in a two-dimensional (2D) simplified plan. Initially, using plane symmetry for the simulation of linear shaped charges and, subsequently, axial symmetry for the simulation of cylindrical shaped charges. The various interfaces among multiple materials existing in a complete shaped charge detonation are treated with the use of the multi-phase strategy. In axial symmetry, a second artificial viscosity is incorporated in order to account the convergence effect of the liner particles toward the axis of symmetry of the charge All results of the simulations are consistent when compared with the experimental results available in the literature, demonstrating that the proposed formulations are valid and potentially useful in a computational modeling of a shaped charge.
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PORTUGUES
INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

ENGENHARIA DE DEFESA
MODELAGEM E SIMULAÇÃO EM SISTEMAS DE DEFESA
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Banca Examinadora

LEONARDO SANTOS DE BRITO ALVES
DOCENTE - COLABORADOR
Sim
Nome Categoria
THOMAS MAURICE LEWINER Participante Externo
ARNALDO FERREIRA Participante Externo
MARCELLO GOULART TEIXEIRA Participante Externo
FRANCISCO JOSE DA CUNHA PIRES SOEIRO Participante Externo

Vínculo

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Pesquisa
Sim