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2024 |
Metodologia para estimativa de pico de sobrepressão a partir de vídeo em alta velocidade por diferenciação numérica Proceedings Article Amorim, Caio Barbosa; Francisco, Rene; Gonçalves, Boschi; Iha, Koshun; Melo, Wandeclayt Martins Resumo | Links | BibTeX | Tags: diferenciação numérica, pico de sobrepressão, vídeo de alta velocidade @inproceedings{243289_1,A onda de choque resultante de uma explosão tem potencial associado, em especial, ao pico de sobrepressão que origina quando da sua chegada. Esse parâmetro está fisicamente associado à velocidade da onda, que pode ser estimada por diferenciação numérica de dados de vídeo em alta velocidade, com o óbice de que tal operação acarreta em elevada incerteza. Neste artigo, é proposta uma metodologia para definição e redução dos limites da incerteza do cálculo do pico de sobrepressão a partir de vídeo de alta velocidade por diferenciação numérica para uma propagação sem reflexão, e em que o equivalente TNT do material que gerou a explosão é aproximadamente constante na faixa em análise. Tal metodologia foi avaliada por meio de um estudo de caso que atende às condições necessárias, obtendo-se um resultado com média menos de 10% diferente do obtido por outros métodos e limite de incerteza menor que 15%. Palavras-Chave pico de sobrepressão, diferenciação numérica, vídeo de alta velocidade I. INTRODUÇÃO Seja por motivos pacíficos ou bélicos, por acidente ou de maneira proposital, por terrorismo ou por legítima defesa, as explosões são parte do cotidiano da sociedade moderna. Elas são caracterizadas pela elevada liberação de energia em um curto período de tempo que, quando no ar, produz uma onda de choque que se expande em velocidade supersônica. Essa onda pode gerar grandes efeitos no ambiente, desejados ou não, em decorrência da energia que a originou e da distância entre sua origem e o local que ela atingiu. Assim, seja para se proteger da ação da uma onda de choque, seja para usá-la em favor próprio, é necessário mensurar seus parâmetros associados ao seu poder de exercer força. Nesse âmbito, as relações de salto de Rankine-Hugoniot revelam que, quanto mais supersônica for uma onda de choque, maior será a elevação repentina de pressão decorrente da sua chegada. Esse salto em relação à pressão atmosférica local que ocorre na interface com a onda de choque é denominado pico de sobrepressão (P so) [1]. |