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Test set-up for reproducible shock wave generation

  • A test setup was developed at the BAM test site to generate and record reproducible, adjustable shock waves resulting from gas detonations. The setup is used to study the impact of blasts on humans and structures with short setup times. To further develop this innovative test bench and improve reproducibility, the ignition source and gas composition is analysed in more detail. The experimental setup consists of a cylindrical pressure vessel (autoclave) that is operated with acetylene and oxygen at ambient pressure. The elevated pressure resulting from the combustion process is released through an orifice by the instantaneous rupture of a diaphragm. The shock propagates symmetrically into the free field, where it interacts with the models and sensors to be analysed. With this design, shock waves with a typical ideal Friedlander waveform characteristic, except for a reflection and a muzzle blast-like behavior that deviates from the ideal characteristics, can be generated. This setupA test setup was developed at the BAM test site to generate and record reproducible, adjustable shock waves resulting from gas detonations. The setup is used to study the impact of blasts on humans and structures with short setup times. To further develop this innovative test bench and improve reproducibility, the ignition source and gas composition is analysed in more detail. The experimental setup consists of a cylindrical pressure vessel (autoclave) that is operated with acetylene and oxygen at ambient pressure. The elevated pressure resulting from the combustion process is released through an orifice by the instantaneous rupture of a diaphragm. The shock propagates symmetrically into the free field, where it interacts with the models and sensors to be analysed. With this design, shock waves with a typical ideal Friedlander waveform characteristic, except for a reflection and a muzzle blast-like behavior that deviates from the ideal characteristics, can be generated. This setup enables an average peak overpressure of 88 kPa. By using exploding wires as an ignition source in comparison to a fusehead, the reproducibility was significantly increased during the test to σ=2.8 kPa from σ=9.5 kPa previously. The presented data confirms the quality and reliability of this setup in generating realistic, reproducible shocks.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Marco Gerbeit, Henrik Seeber, Dennis Grasse, Marcel Donner, Steffen Grobert, Daniel Krentel
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of Loss Prevention in the Process Industries
Jahr der Erstveröffentlichung:2025
Organisationseinheit der BAM:2 Prozess- und Anlagensicherheit
2 Prozess- und Anlagensicherheit / 2.1 Sicherheit von Energieträgern
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Elsevier Ltd.
Jahrgang/Band:98
Aufsatznummer:105736
Erste Seite:1
Letzte Seite:6
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Freie Schlagwörter:Autoclave; Blast; Ignition source; Overpressure; Shock wave
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Anlagensicherheit und Prozesssimulation
Infrastruktur
Infrastruktur / Security
DOI:10.1016/j.jlp.2025.105736
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-637859
ISSN:0950-4230
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:28.07.2025
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:18.08.2025
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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