Simulación a mesoscala de materiales energéticos prensados reactivos bajo carga de choque

Se realiza un análisis de carga de choque de dos muestras diferentes de material energético HMX prensado utilizando el código multimaterial compresible de Euler SCIMITAR3D. El marco numérico utiliza un enfoque de imagen a cálculo para realizar el análisis de choque en microestructuras reales de las muestras energéticas. Se aplican algoritmos de procesamiento de imágenes en imágenes de SEM de ambas muestras para representar implícitamente las microestructuras utilizando funciones de nivel. La descomposición química de HMX se modela utilizando el mecanismo cinético de múltiples pasos de Henson-Smilowitz. Se observa que las características microestructurales juegan un papel crucial en la determinación del comportamiento de ignición de los materiales energéticos. Para las cargas de choque aplicadas y para las muestras particulares investigadas, la muestra de clase III lleva a la iniciación de la reacción química y la muestra de clase V no se enciende. También se muestra que la orientación de los vacíos alargados con respecto a la carga de choque incidente es un factor importante que contribuye a la iniciación de reacciones químicas en la muestra de clase III. Esto se explica mediante la realización de experimentos numéricos de vacíos alargados orientados a diferentes ángulos con respecto a la carga de choque. Los resultados muestran la importancia de los detalles microestructurales, como el tamaño de los vacíos, la distribución y la orientación para la iniciación.