Propagación, reflexión y rebotes de ondas de choque producidas por una explosión utilizando OpenFOAM

• Autores: Monaldi, Lucas
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis de maestría
• Colaborador/a o director/a de tesis: Elaskar, Sergio; Gutierrez Marcantoni, Luis Felipe
• Materia: Aeroespacial; Flujos supersónicos; Solver; Ingeniería; TECHNOLOGY
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Fil: Monaldi, Lucas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Manejo de Vida Silvestre; Argentina.
En el presente trabajo se evaluó la capacidad del esquema de Kurganov, Noelle y Petrova para simular la propagación, reflexión y rebotes de ondas de choque sobre paredes rectas. A su vez, se estudiaron parámetros relevantes como el efecto de la viscosidad y la turbulencia o la influencia al utilizar distintos limitadores de flujo. Para ello se empleó el solver rhoCentralFoam implementado en el software OpenFOAMTM. El solver ya ha probado ser una herramienta útil a la hora de simular flujos supersónicos y ha demostrado en este trabajo ser una herramienta versátil a la hora de simular liberaciones instantáneas de energía y la interacción de sus ondas con el entorno. De esta manera, el objetivo es establecer una metodología de trabajo clara para este tipo de problemas, de manera que se puedan abordar a futuro problemas de mayor envergadura o complejidad teniendo más en claro las capacidades y limitaciones del solver. Para el presente estudio no es fundamental el origen de la explosión sino la cantidad de energía liberada en ésta. Esto representa una gran ventaja dado que puede emplearse una misma metodología para estudiar fenómenos cuyo origen es muy diferente: explosión en un tanque de almacenamiento de combustible o de una transformación nuclear descontrolada, pólvora, polvo de harina de trigo en un elevador de granos, vapor presurizado en una caldera, entre otras. Es importante el estudio de la propagación de una onda de choque fuerte (blast wave) producida por una explosión, dado que es capaz de producir daños a infraestructura, medio ambiente y pérdidas de vidas humanas. Estos daños pueden deberse a diversos factores: la onda de choque desplazándose por el aire, fragmentos que se desprenden a gran velocidad de algunas estructuras, las presiones generadas sobre estructuras, la cantidad de calor producido y la posibilidad de fuego. Las comparaciones realizadas con datos analíticos, semi-analíticos, numéricos y experimentales han demostrado que, al menos para geometrías simples 2D y 3D, el solver es una buena herramienta para modelar las complejas interacciones entre ondas de choque y paredes sólidas. De esta forma, la tesis ha posibilitado establecer una metodología de trabajo a la hora de abordar problemas que involucren liberaciones repentinas de energía y cuyas ondas interactúen con paredes rectas.
Fil: Monaldi, Lucas. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Manejo de Vida Silvestre; Argentina.