КОМАРОВ Александр Андреевич, д-р техн. наук, профессор кафедры комплексной безопасности в строительстве, руководитель НИЦ «Взрывобезопасность» ИКБС
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, 26
РИНЦ ID: 155673; Scopus AuthorID: 57192380312; ResearcherID: AAC-8725-2022
Alexander A. KOMAROV, Dr. Sci. (Eng.), Professor of Department of Integrated Safety in Civil Engineering, Head of the Explosion Safety Research Center of Institute of Complex Safety in Construction
Yaroslavskoe Shosse, 26, Moscow, 129337
ID RISC: 155673; Scopus AuthorID: 57192380312; ResearcherID: AAC-8725-2022
Введение. Настоящая статья посвящена вопросам, связанным с расчетами газодинамических потоков, возникающих при аварийных взрывах. Актуальность данной публикации связана со следующими обстоятельствами. Динамические параметры взрывных нагрузок обладают достаточно широким диапазоном, который варьируется по длительности и интенсивности от нескольких миллисекунд и сотен атмосфер до нескольких секунд и нескольких процентов от атмосферы, что определяется типом взрывного явления. В связи с этим общая картина разрушений или послеаварийная обстановка значительно различаются в зависимости от параметров взрывной нагрузки, которая зависит от типа аварийного взрыва. По общей картине разрушений можно определить тип аварийного взрыва, для которого расчетным путем могут быть определены параметры газодинамических потоков, сопровождавших аварийный взрыв. Это позволяет восстановить сценарий развития аварийного взрыва, а иногда и сценарий развития всей аварии.
В настоящей статье на примере анализа последствий аварии и выполненных расчетов газодинамических потоков, формирующихся при аварийном взрыве, восстанавливается сценарий развития аварийной ситуации, что позволяет говорить о причинах обрушения строительных конструкций, произошедших в результате аварии, и о степени вины свидетелей аварии.
Материалы и методы. Дается краткое описание расчетных методов, позволяющих проводить вычисления полей взрывного давления, формирующегося при аварийном взрыве, а также разработанных автором методов расчета газодинамических потоков, сопровождающих аварийный взрыв.
Результаты исследования. Рассматриваются и анализируются результаты физического моделирования локальных дефлаграционных взрывов в помещениях, выполненных в лаборатории строительного университета. Проводится анализ сравнения результатов расчета с экспериментальными данными. Приведены результаты расчета параметров взрывного давления и газодинамических потоков, сопровождавших реальную аварийную ситуацию. Результаты расчета позволили с достаточной точностью восстановить сценарий развития аварии, сопровождавшейся взрывом.
Выводы. Показано, что разработанные математические модели достаточно точно описывают поле взрывного давления и газодинамические потоки, создаваемые аварийными взрывами. Расчет газодинамических потоков, сопровождающих аварийный взрыв, позволяет восстановить сценарий его развития. Описаны основные особенности и трудности, возникающие при математическом моделировании и экспериментальных исследованиях взрывных нагрузок, которые формируются при аварийных взрывах.
Показано, что для правильного прогнозирования нагрузок, которые реализуются при аварийных взрывах, необходимо четко и корректно моделировать физические процессы и рассматривать сценарии развития аварийной ситуации, которые наиболее адекватно соответствуют рассматриваемому объекту и окружающей застройке.
Приведены результаты расчета параметров взрывного давления и газодинамических потоков, сопровождающих реальную аварийную ситуацию, а также пример восстановления сценария развития взрывной аварии.
Introduction. This paper is devoted to the issues related to calculations of gas-dynamic flows arising during emergency explosions. The relevance of this publication is due to the following circumstances. The dynamic parameters of explosive loads have a rather wide range, which varies in duration and intensity from several milliseconds and hundreds of atmospheres to several seconds and several percent of the atmosphere, which is determined by the type of explosive phenomenon. In this regard, the overall picture of destruction or post-accident situation varies significantly depending on the parameters of the explosive load, which depends on the type of emergency explosion. Based on the general picture of destruction, it is possible to determine the type of emergency explosion, for which the parameters of the gas-dynamic flows that accompanied the emergency explosion can be determined by calculation. This makes it possible to reconstruct the scenario of the emergency explosion, and sometimes the scenario of the entire accident.
In the present paper using the example of an analysis of the accident consequences and the performed calculations of the gas-dynamic flows formed during the emergency explosion, the scenario of the emergency situation development is reconstructed, which allows to speak about the causes of the collapse of building structures that occurred as a result of the accident, and about the degree of guilt of the witnesses of the accident.
Materials and methods. A brief description of the calculation methods that makes it possible to calculate the explosive pressure fields formed during the emergency explosion is given. A brief description of the methods developed by the author for calculating gas-dynamic flows accompanying the emergency explosion is given.
Research results. The results of physical modelling of local deflagration explosions in premises, performed in the laboratory of the university of civil engineering, are reviewed and analyzed. An analysis comparing the calculation results with experimental data is carried out. The results of calculation of explosive pressure parameters and gas-dynamic flows accompanying a real emergency situation are presented. The calculation results made it possible to reconstruct with sufficient accuracy the scenario of the accident development accompanied by the explosion.
Conclusions. It is shown that the developed mathematical models quite accurately describe the field of explosive pressure and gas-dynamic flows created by emergency explosions. Calculation of gas-dynamic flows accompanying the emergency explosion makes it possible to reconstruct the scenario of its development. The main features and difficulties arising during mathematical modelling and experimental studies of explosive loads formed during emergency explosions are described.
It is shown that for the correct prediction of loads that are realized during emergency explosions, it is necessary to model physical processes clearly and correctly and to consider scenarios of development of an emergency situation that most adequately correspond to the considered object and the surrounding buildings.
The results of calculation of explosive pressure parameters and gas-dynamic flows accompanying a real emergency situation are presented. An example of reconstructing the development scenario of the explosive accident is given.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.