本申请实施例提供一种分析多材料结构激光烧蚀效应的方法和装置，该方法包括：建立多材料结构瞬态传热的有限元分析模型；利用ALE算法对有限元分析模型进行结构网格重构，并将变形前网格集合的温度场映射到变形后网格集合上，获得变形后网格集合的温度场；确定每个变形后网格对应的变形前网格；将每个变形后网格对应的变形前网格的材料编号确定为其对应的变形后网格的材料编号；利用变形后网格集合、变形后网格集合的温度场和变形后网格集合中每个变形后网格的材料编号对有限元分析模型进行更新；基于更新后的有限元分析模型，得到多材料结构的激光烧蚀效应的分析结果。本申请实施例能够实现激光对多材料结构烧蚀效应的高精度数值仿真分析。的高精度数值仿真分析。的高精度数值仿真分析。
【技术实现步骤摘要】
一种分析多材料结构激光烧蚀效应的方法和装置
[0001]本申请涉及热力学结构领域，特别是涉及一种分析多材料结构激光烧蚀效应的方法和装置。
技术介绍
[0002]近年来，随着激光器输出功率和能量的进一步提升，激光技术已被广泛应用于精密加工与制造、纳米材料制备、核聚变驱动和高速目标毁伤等领域。其中，激光与物质的相互作用效应是一个共性的科学问题，并且该科学问题已成为领域内学者关注的重点问题。
[0003]强激光辐照靶体时，可能会发生熔融、氧化、热解、升华和机械剥蚀等复杂的物理化学过程，从而造成质量损失而引起材料烧蚀，属于典型的移动边界问题。因此，对强激光烧蚀问题开展研究时，需要充分考虑烧蚀界面动态演化对结构传热和烧蚀行为的影响。
[0004]以及，任意拉格朗日欧拉(Arbitrary Lagrange Euler，ALE)算法兼具了拉格朗日算法和欧拉算法的优势，允许网格在材料域内流动，能够保持烧蚀界面退化时的结构域网格处于高质量水平，是处理烧蚀移动边界问题最常用的方法之一。然而，传统的ALE算法中，网格仅仅允许在单一材料域内流动，无法在不同材料域之间流动，导致在不同材料域交界面处网格发生严重畸变，不再适用于多材料结构的烧蚀仿真分析。
技术实现思路
[0005]本申请实施例的目的在于提供一种分析多材料结构激光烧蚀效应的方法和装置，以解决现有技术中存在着的对多材料结构激光烧蚀效应分析能力不足的问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种分析多材料结构激光烧蚀效应的方法，该方法包括：建立激光辐照下的多材料结构瞬态传热的有限元分析模型；利用任意拉格朗日欧拉ALE算法对有限元分析模型进行结构网格重构，获得变形后网格集合，并将有限元分析模型的变形前网格集合的温度场映射到变形后网格集合上，以获得变形后网格集合的温度场；确定变形后网格集合中每个变形后网格对应的变形前网格；将变形后网格集合中每个变形后网格对应的变形前网格的材料编号确定为其对应的变形后网格的材料编号；利用变形后网格集合、变形后网格集合的温度场和变形后网格集合中每个变形后网格的材料编号对有限元分析模型进行更新，得到更新后的有限元分析模型；基于更新后的有限元分析模型，得到多材料结构的激光烧蚀效应的分析结果。
[0007]因此，本申请实施例通过利用任意拉格朗日欧拉ALE算法对有限元分析模型进行结构网格重构，获得变形后网格集合，并将有限元分析模型的变形前网格集合的温度场映射到变形后网格集合上，以获得变形后网格集合的温度场，以及确定变形后网格集合中每个变形后网格对应的变形前网格，以及将变形后网格集合中每个变形后网格对应的变形前网格的材料编号确定为其对应的变形后网格的材料编号，以及利用变形后网格集合、变形后网格集合的温度场和变形后网格集合中每个变形后网格的材料编号对有限元分析模型进行更新，得到更新后的有限元分析模型，以及基于更新后的有限元分析模型，得到多材料
结构的激光烧蚀效应的分析结果，从而能够实现激光对多材料结构烧蚀效应的高精度数值仿真分析，为明确激光对多材料靶目标的毁伤机理提供有效的技术支撑。
[0008]在一个可能的实施例中，确定变形后网格集合中每个变形后网格对应的变形前网格，包括：对第一变形后网格的信息进行统计，得到第一变形后网格的中心坐标；其中，第一变形后网格为变形后网格集合中任意一个变形后网格；计算第一变形后网格的中心坐标和变形前网格集合中每个变形前网格的中心坐标之间的距离；将距离最小的变形前网格确定为第一变形后网格对应的变形前网格。
[0009]在一个可能的实施例中，第一变形后网格的中心坐标为第一变形后网格的各个节点坐标的算术平均值，以及每个变形前网格的中心坐标为每个变形前网格的各个节点坐标的算术平均值。
[0010]在一个可能的实施例中，在将距离最小的变形前网格确定为第一变形后网格对应的变形前网格之前，方法还包括：对每个变形前网格的信息进行统计，得到每个变形前网格的中心坐标，并分别确定每个变形前网格的材料编号。
[0011]第二方面，本申请实施例提供了一种分析多材料结构激光烧蚀效应的装置，该装置包括：建立模块，用于建立激光辐照下的多材料结构瞬态传热的有限元分析模型；重构映射模块，用于利用任意拉格朗日欧拉ALE算法对有限元分析模型进行结构网格重构，获得变形后网格集合，并将有限元分析模型的变形前网格集合的温度场映射到变形后网格集合上，以获得变形后网格集合的温度场；第一确定模块，用于确定变形后网格集合中每个变形后网格对应的变形前网格；第二确定模块，用于将变形后网格集合中每个变形后网格对应的变形前网格的材料编号确定为其对应的变形后网格的材料编号；更新模块，用于利用变形后网格集合、变形后网格集合的温度场和变形后网格集合中每个变形后网格的材料编号对有限元分析模型进行更新，得到更新后的有限元分析模型；分析模块，用于基于更新后的有限元分析模型，得到多材料结构的激光烧蚀效应的分析结果。
[0012]在一个可能的实施例中，第一确定模块，具体用于：对第一变形后网格的信息进行统计，得到第一变形后网格的中心坐标；其中，第一变形后网格为变形后网格集合中任意一个变形后网格；计算第一变形后网格的中心坐标和变形前网格集合中每个变形前网格的中心坐标之间的距离；将距离最小的变形前网格确定为第一变形后网格对应的变形前网格。
[0013]在一个可能的实施例中，第一变形后网格的中心坐标为第一变形后网格的各个节点坐标的算术平均值，以及每个变形前网格的中心坐标为每个变形前网格的各个节点坐标的算术平均值。
[0014]在一个可能的实施例中，装置还包括：统计模块，用于在将距离最小的变形前网格确定为第一变形后网格对应的变形前网格之前，对每个变形前网格的信息进行统计，得到每个变形前网格的中心坐标，并分别确定每个变形前网格的材料编号。
[0015]第三方面，本申请实施例提供了一种存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行第一方面或第一方面的任一可选的实现方式所述的方法。
[0016]第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当所述电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行第一方面或第
一方面的任一可选的实现方式所述的方法。
[0017]第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法。
[0018]为使本申请实施例所要实现的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分析多材料结构激光烧蚀效应的方法，其特征在于，包括：建立激光辐照下的多材料结构瞬态传热的有限元分析模型；利用任意拉格朗日欧拉ALE算法对所述有限元分析模型进行结构网格重构，获得变形后网格集合，并将所述有限元分析模型的变形前网格集合的温度场映射到所述变形后网格集合上，以获得所述变形后网格集合的温度场；确定所述变形后网格集合中每个变形后网格对应的变形前网格；将所述变形后网格集合中每个变形后网格对应的变形前网格的材料编号确定为其对应的变形后网格的材料编号；利用所述变形后网格集合、所述变形后网格集合的温度场和所述变形后网格集合中每个变形后网格的材料编号对所述有限元分析模型进行更新，得到更新后的有限元分析模型；基于所述更新后的有限元分析模型，得到所述多材料结构的激光烧蚀效应的分析结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述变形后网格集合中每个变形后网格对应的变形前网格，包括：对第一变形后网格的信息进行统计，得到所述第一变形后网格的中心坐标；其中，所述第一变形后网格为所述变形后网格集合中任意一个变形后网格；计算所述第一变形后网格的中心坐标和所述变形前网格集合中每个变形前网格的中心坐标之间的距离；将所述距离最小的变形前网格确定为所述第一变形后网格对应的变形前网格。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一变形后网格的中心坐标为所述第一变形后网格的各个节点坐标的算术平均值，以及所述每个变形前网格的中心坐标为所述每个变形前网格的各个节点坐标的算术平均值。4.根据权利要2或3所述的方法，其特征在于，在所述将所述距离最小的变形前网格确定为所述第一变形后网格对应的变形前网格之前，所述方法还包括：对所述每个变形前网格的信息进行统计，得到所述每个变形前网格的中心坐标，并分别确定所述每个变形前网格的材料编号。5.一种分析多材料结构激光烧蚀效应的装置，其特征在于，包括：建立模块，用于建立激光辐照下的多材料结构瞬态传热的有限元分析模型；重构映射模块，用于利用任意拉格朗日欧拉ALE算法对所述有限元分析模型进行结构网格重构，获得变形后网格集合，并将所述有限元分析模型的变形前网格集合的温度场映射到所述变形后...
【专利技术属性】
技术研发人员：王睿星，宋宏伟，马特，王喆，袁武，路玲玲，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：
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