Numerical modeling of underwater explosion properties for an aluminized explosive

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Numerical modeling of underwater explosion properties for an aluminized explosive

Lee, Jaimin / Kuk, Jeong-Hyun / Cho, Yong-Soo / Song, So-Young / Lee, Jun-Wung

Die Unterwasserexplosionseigenschaften des Aluminium-haltigen Sprengstoffs DKD-03 wurden berechnet mit zwei Burn-Techniken, einer programmierten Burn-Technik und einer Geschwindigkeitsgleichung, die entwickelt wurde aus zweidimensionalen stetigen Detonationsversuchen auf der Grundlage der Stossdynamik der Detonation. Die Berechnung nach der programmierten Burn-Technik erbrachte keine gut reproduzierbaren Ergebnisse, 12% bis 34% Abweichung im Druckmaximum und 20% in der Blasenperiode. Die Berechnung unter Verwendung der Geschwindigkeitsgleichung gab die experimentellen Beobachtungen sehr gut wieder. Obwohl es einige Unterschiede im Druckmaximum gab, stimmte das Stossprofil sehr gut mit den experimentellen Werten ueberein. Die berechnete Blasenperiode stimmte mit den experimentellen Daten bei einer Abweichung von 1% ueberein. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Unterwasserexplosionseigenschaften bei Aluminium-haltigen Sprengstoffen nur berechnet werden kann, wenn die langsame Energiefreisetzung des Aluminiums korrekt berechnet wird.

Underwater explosion properties of an aluminized explosive, DXD-03, were numerically modeled by two burn techniques; a programmed-burn technique and a rate equation calibrated from two-dimensional steady-state detonation experiments based on the detonation shock dynamics. The modeling by using the programmed-burn technique did not reproduce experimental data well; 12% to 34% error in peak pressure and 20% error in bubble period. The modeling by using the rate equation reproduced the experimental observations very well. Although there was some difference in peak pressure, the shock profile agreed very well with experimental observation. The calculated bubble period agreed with the experimental data within 1%. This result demonstrates that the underwater explosion properties for aluminized explosives can be calculated only when the slow energy release of aluminium is modeled properly.