材料碰撞中温度的确定方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本公开涉及一种材料碰撞中温度的确定方法、装置、电子设备及存储介质，其中，所述方法包括：获取碰撞材料对应的碰撞速度、状态方程、求解器，以及温度求解数据表格；利用所述碰撞速度、所述状态方程和所述求解器，确定所述碰撞材料在碰撞过程中的热力学量，所述热力学量包括压力和密度；根据所述温度求解数据表格、所述密度和所述压力，确定所述碰撞材料在所述密度和所述压力下的目标温度。由此，利用材料对应的温度求解数据表格来确定材料的目标温度，无需施加等熵、绝热等条件，从而使得确定的温度更加准确，提高了温度求解的精度。提高了温度求解的精度。提高了温度求解的精度。

【技术实现步骤摘要】
材料碰撞中温度的确定方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本公开涉及动力学中材料温度求解
，尤其涉及一种材料碰撞中温度的确定方法、装置、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]超高速撞击问题，具有高温、高压和高度非线性的特点，且过程中伴随着相变的发生，很难精确地对碰撞过程进行高精度的仿真。
[0003]目前，确定发生高速碰撞的材料的温度时，通常利用Tillotson、Puff等非完全状态方程来获得材料的压力、内能等热力学量，但无法获得材料的温度。
[0004]相关技术中，在确定材料的温度时，需要对确定过程施加等熵、绝热等条件，导致在不满足上述条件的工况下，最终确定的温度存在较大的误差。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开的至少一个实施例提供了一种材料碰撞中温度的确定方法、装置、电子设备及存储介质。
[0006]第一方面，本公开提供了一种材料碰撞中温度的确定方法，所述方法包括：
[0007]获取碰撞材料对应的碰撞速度、状态方程、求解器，以及温度求解数据表格；
[0008]利用所述碰撞速度、所述状态方程和所述求解器，确定所述碰撞材料在碰撞过程中的热力学量，所述热力学量包括压力和密度；
[0009]根据所述温度求解数据表格、所述密度和所述压力，确定所述碰撞材料在所述密度和所述压力下的目标温度。
[0010]第二方面，本公开提供了一种材料碰撞中温度的确定装置，所述装置包括：
[0011]获取模块，用于获取碰撞材料对应的碰撞速度、状态方程、求解器，以及温度求解数据表格；
[0012]第一确定模块，用于利用所述碰撞速度、所述状态方程和所述求解器，确定所述碰撞材料在碰撞过程中的热力学量，所述热力学量包括压力和密度；
[0013]第二确定模块，用于根据所述温度求解数据表格、所述密度和所述压力，确定所述碰撞材料在所述密度和所述压力下的目标温度。
[0014]第三方面，本公开提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；所述处理器通过调用所述存储器存储的程序或指令，用于执行本公开第一方面提供的任一所述的材料碰撞中温度的确定方法。
[0015]第四方面，本公开提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储程序或指令，所述程序或指令使计算机执行本公开第一方面提供的任一所述的材料碰撞中温度的确定方法。
[0016]第五方面，本公开提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品用于执行本公开第一方面提供的任一所述的材料碰撞中温度的确定方法。
[0017]本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比至少具有如下优点：
[0018]在本公开实施例中，通过获取碰撞材料对应的碰撞速度、状态方程、求解器，以及温度求解数据表格，先利用碰撞速度、状态方程和求解器，确定碰撞材料在碰撞过程中的热力学量，热力学量包括压力和密度，进而根据温度求解数据表格、密度和压力，确定碰撞材料在该密度和压力下的目标温度。采用上述技术方案，利用材料对应的温度求解数据表格来确定材料的目标温度，无需施加等熵、绝热等条件，从而使得确定的温度更加准确，提高了温度求解的精度。
附图说明
[0019]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0020]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本公开一实施例提供的材料碰撞中温度的确定方法的流程示意图；
[0022]图2示出了本公开一示例性实施例中温度求解数据表格的示意图一；
[0023]图3为本公开另一实施例提供的材料碰撞中温度的确定方法的流程示意图；
[0024]图4示出了本公开一示例性实施例的温度求解数据表格的示意图二；
[0025]图5示出了本公开一示例性实施例中相图数据的示意图；
[0026]图6为本公开一实施例提供的材料碰撞中温度的确定装置的结构示意图；
[0027]图7示出了本公开一示例性实施例中碰撞材料模型的示意图。
具体实施方式
[0028]为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本公开，而非对本公开的限定，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0029]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0030]在显式动力学数值仿真软件计算过程中，由于存在超高速碰撞、冲击侵彻和爆炸等强冲击载荷作用，模拟过程会伴随着熔化、气化等相变的发生，若要准确描述整个撞击过程的热力学状态变化，则必须要有能描述固－液－气等相变现象的三相状态方程。然而，目前的显式动力学商业软件中，主要使用的三相状态方程有Tillotson、Puff等，状态方程形式为p＝f(ρ,e)，此类方程均为非完全状态方程，即不能通过状态方程，获取材料的全部热力学量，比如，非完全状态方程不能直接计算材料的温度或熵的信息，而且不能够计算出两相共存区域密度和压力的变化，因而也不能有效地描述材料的熔化和气化问题。
[0031]现有的商业软件在计算温度的过程中，对计算过程施加了等熵、绝热等条件，导致
在不满足这些条件的工况下，计算结果的误差很大，例如在超高速工况下(9km/s以上高速碰撞)，温度场计算结果误差迅速上升，达到15％以上。
[0032]针对Tillotson、puff等p＝f(ρ,e)形式的非完全状态方程，在求解温度和模拟相变过程中存在的不足，本公开提出了一种材料碰撞中温度的确定方法，通过在传统的非完全状态方程求解过程的基础上，结合材料对应的温度求解数据表格、相变数据表格，精确求解出材料的温度场及固
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液
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气相变过程，使非完全状态方程可以在较大的温度范围内做到精确求解。本公开的方案可以应用于高精度数据模拟的领域，包括但不限于高速/超高速战斗部侵彻与防护领域、爆炸与结构相互作用领域、航空航天领域、机械工程领域。
[0033]图1为本公开一实施例提供的材料碰撞中温度的确定方法的流程示意图，该材料碰撞中温度的确定方法可以由本公开实施例提供的材料碰撞中温度的确定装置执行，该材料碰撞中温度的确定装置可以采用软件和/或硬件实现，并可集成在任意具有处理能力的电子设备上，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种材料碰撞中温度的确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取碰撞材料对应的碰撞速度、状态方程、求解器，以及温度求解数据表格；利用所述碰撞速度、所述状态方程和所述求解器，确定所述碰撞材料在碰撞过程中的热力学量，所述热力学量包括压力和密度；根据所述温度求解数据表格、所述密度和所述压力，确定所述碰撞材料在所述密度和所述压力下的目标温度。2.根据权利要求1所述的材料碰撞中温度的确定方法，其特征在于，所述根据所述温度求解数据表格、所述密度和所述压力，确定所述碰撞材料在所述密度和所述压力下的目标温度，包括：根据所述密度和所述压力，确定所述碰撞材料的温度在所述温度求解数据表格中对应的目标位置；根据所述目标位置，通过插值方式确定所述碰撞材料在所述密度和所述压力下的目标温度。3.根据权利要求2所述的材料碰撞中温度的确定方法，其特征在于，所述根据所述目标位置，通过插值方式确定所述碰撞材料在所述密度和所述压力下的目标温度，包括：根据所述目标位置，确定所述目标位置周围的温度数据点的个数；在所述温度数据点的个数小于预设值的情况下，通过线性插值的方式确定所述碰撞材料在所述密度和所述压力下的目标温度；在所述温度数据点的个数不小于所述预设值的情况下，通过双三次插值的方式确定所述碰撞材料在所述密度和所述压力下的目标温度。4.根据权利要求1所述的材料碰撞中温度的确定方法，其特征在于，所述热力学量还包括内能；并且，在所述确定所述碰撞材料在所述密度和所述压力下的目标温度之后，所述方法还包括：获取所述碰撞材料对应的相变数据表格，所述相变数据表格包括所述碰撞材料在不同的压力和温度下固液共存时的固相内能、第一液相内能，以及气液共存时的第二液相内能、气相内能；根据所述内能和所述相变数据表格，对所述目标温度进行修正，并同时确定出所述碰撞材料在碰撞过程中，固、液、气三相的分布状况及变化过程。5.根据权利要求4所述的材料碰撞中温度的确定方法，其特征在于，所述根据所述内能和所述相变数据表格，对所述目标温度进行修正，包括：根据所述压力和所述目标温度，确定所述碰撞材料发生相变时的目标固相内能、目标第一液相内能、目标第二液相内能和目标气相内能；将所述内能与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨灿群，郑伟龙，王伟，仲彦旭，段莉莉，卢海林，黄颖杰，夏梓峻，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学先进计算与关键软件信创海河实验室，
类型：发明
国别省市：