تحلیل عددی نفوذ گلوله به مخزن حاوی سوخت و مقایسه با روش تجربی

در این تحقیق، اثرات برخورد گلوله به یک مخزن سوخت با استفاده از روش المان محدود مورد بررسی قرار گرفته و با نتایج تجربی مقایسه شده است. در اثر نفوذ گلوله یک فشار داخلی بزرگ از جانب سوخت به دیوارهای مخزن وارد می آید که به نوبه خود می تواند آسیب های ساختاری شدیدی را به آن متحمل سازد. مسئله برهم‌کنش سازه و سیال در نظر گرفته شده با استفاده از دیدگاه اویلری-لاگرانژی و توسط نرم‌افزار ال‌اس‌داینا حل شده است. مقایسه نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی‌های انجام شده با نتایج تجربی نشان داده است که نرم‌افزار ال‌اس‌داینا با دقت مناسبی قادر است تا فازهای مختلف برخورد را مدل‌سازی نماید. در تحقیقات پیشین انجام شده بیشتر مرحله نفوذ گلوله و فاز کاویتاسیون به صورت عددی شبیه سازی شده است. در این تحقیق کلیه مراحل شامل نفوذ گلوله، فاز کاویتاسیون، تنشهای وارده به مخزن وخروج گلوله بررسی شده است. مقایسه کانتورهای تنش ون‌میسز دیواره‌های مخزن خالی و مخزن حاوی سیال نشان از ازدیاد 30 درصدی ماکزیمم تنش ون‌میسز ایجاد شده در دیواره مخزن حاوی سیال نسبت به مقدار آن در مخزن خالی دارد. همچنین در این پژوهش علاوه بر آنچه در پژوهش‌های عددی قبل انجام شده است، مد خرابی مخزن حاوی مایع بصورت عددی تعیین شده است. نتایج عددی نشان می‌دهند که به دلیل وجود تنش‌های وارد شده از جانب سیال بر جداره‌های مخزن حاوی سیال، مد خرابی ایجاد شده در آن با مد خرابی مخزن خالی کاملا متفاوت است.

Numerical simulation of projectile penetration on fuel filled tank and comparing with experimental method

In this study, the effects of impact of a projectile on a fuel tank are studied using the finite element method and compared with experimental method. Due to penetration of the bullet into the tank, large internal pressures from the fluid are imposed on the tankchr('39')s walls which can damage it. The considered fluid structure interaction (FSI) problem is solved in an EulerianLagrangian reference frame by using the LSDyna software. By comparing of the results obtained from the simulations and the experimental data, it can be seen that the LSDyna software is able to model the different phases of event accurately. In previous researches mostly the penetration and cavitation phases are investigated numerically. In this paper all phases namely penetration, cavitation, stresses applied to tank rsquo;s walls and bullet exit are investigated. The comparison between the Von Mises stress of walls in the fluidfilled tank and the empty one signifies 30 percent growth of the maximum Von Mises stress in the wall of the fluidfilled tank compared to the walls of the empty tank. Also in addition to what has been done in previous numerical works, the failure mode of fluidfilled tanks are determined numerically. The numerical results show that because fluidfilled tank walls are prestress due to the fluid shock waves, the failure mode of fluidfilled tank is quite different with the failure mode of the empty one.