FORMULAZIONI NUMERICHE PER LA VALUTAZIONE DI UN'ONDA D'URTO IN ARIA LIBERA

L'utilizzo pratico degli esplosivi risale alla scoperta della polvere nera ma, già in precedenza, si utilizzavano ordigni incendiari. Si hanno, infatti, notizie in merito all'utilizzo da parte degli Arabi di un miscuglio di salnitro e carbone già nel VIII secolo. Pare che verso il 1230 a.C. i Cinesi utilizzassero già la polvere nera e, insieme agli Indiani,la impiegassero per i fuochi d'artificio;successivamente invece i Bizantini la impiegarono per il ¿fuoco greco¿. La funzione propulsiva degli esplosivi venne sperimentata dagli Arabi nel XIII secolo, ma solo successivamente, nel XIV secolo, un monaco tedesco, Bertoldo Schwarz, la introdusse in Europa. Nel XIX secolo, in seguito allo sviluppo della chimica, si allargò il numero delle sostanze infiammabili e deflagranti conosciute. Nel corso degli anni si è assistito ad un crescente interesse nei confronti delle azioni dinamiche prodotte dagli esplosivi applicate sia ad opere civili che strategiche. Nel presente lavoro di tesi analizzeremo il fenomeno dell'esplosione,che risulta di difficile studio a causa dei numerosi parametri, come, ad esempio, le elevate temperature, che possono influenzare la quantità di energia trasferita al mezzo dall'onda d'urto generata dalla detonazione. In particolare analizzeremo i fenomeni di detonazione e deflagrazione, soffermandoci sulle principali caratteristiche degli esplosivi. In seguito, studieremo la dinamica dei gas proiettati dall'esplosione, focalizzando l'attenzione sulle caratteristiche dell'onda di Mach e sullo sviluppo non lineare della perturbazione in un gas,che possono portare a deformare un profilo regolare in quello che viene chiamato un fronte d'onda. A tale scopo analizzeremo lo sviluppo di un'onda generata da un'esplosione nell'aria. Partendo da alcuni cenni sulla teoria della propagazione dell'onda d'urto si perverrà alle formulazioni numeriche della sovrappressione in aria libera, frutto delle analisi condotte da illustri autori come H. L. Brode, I. A. Naumyenko, G. I. Petrovsky, M. A. Sadovsky e J. Henrych. Lo studio proseguirà poi sul fenomeno della riflessione dell'onda d'urto analizzando la riflessione normale e la riflessione obliqua. L'obiettivo di questa tesi è, quindi, quello di individuare i principali fenomeni e comportamenti delle onde esplosive e di derivare la formulazione per la valutazione di un'onda d'urto.