一种基于光滑粒子动力学的战斗部壳体膨胀断裂模拟方法技术

技术编号:43743259 阅读:31 留言:0更新日期:2024-12-20 13:03
本发明专利技术属于耦合算法技术领域,公开了一种基于光滑粒子动力学的战斗部壳体膨胀断裂模拟方法,包括以下步骤:将炸药和金属壳体离散成携带物理信息的SPH粒子;根据离散后的粒子空间位置计算SPH粒子的光滑函数导数的修正矩阵;计算空间位置处SPH粒子的应力;重构SPH粒子及其邻域粒子的应力;更新空间位置处SPH粒子的密度和内能;更新SPH粒子的速度和空间位置。本发明专利技术采用上述一种基于光滑粒子动力学的战斗部壳体膨胀断裂模拟方法,将重构后的应力引入守恒方程并对连续性方程进行修正,在保证速度连续条件的前提下,能够有效处理战斗部壳体膨胀断裂这类复杂断裂问题,具有更高的精度和鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耦合算法,尤其涉及一种基于光滑粒子动力学的战斗部壳体膨胀断裂模拟方法


技术介绍

1、杀爆战斗部是广泛应用于各种武器系统中的一种战斗部类型,其外部包覆着一定厚度的金属壳体。这些壳体既用于容纳炸药,又在炸裂后产生高速碎片以对战斗半径内的目标造成杀伤。因此,研究壳体的破裂对评估战斗部的毁伤效果至关重要。随着计算机计算速度的不断提升,数值研究逐渐成为高效的研究手段。对于涉及物质超高速流动和大变形断裂的战斗部爆炸情况,传统的有限元和有限差分方法往往无法很好地模拟壳体从起爆到膨胀断裂的完整过程。相比之下,无网格(smoothed particle hydrodynamics,sph)算法作为一种纯拉格朗日方法,在界面捕捉和大变形材料断裂方面具有天然优势,因此非常适合模拟战斗部壳体的膨胀断裂过程。

2、在壳体内部装药起爆后,高压爆轰产物对金属壳体的作用形成了典型的气固耦合问题。气固耦合一直是sph算法中的热点和难点。传统的sph方法未考虑非连续界面的存在,未能满足炸药与金属之间的速度连续性条件,这导致界面附近sph粒子速度梯度不准确,从而在固本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于光滑粒子动力学的战斗部壳体膨胀断裂模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于光滑粒子动力学的战斗部壳体膨胀断裂模拟方法,其特征在于:在步骤S1中,物理信息包括体积、密度、内能、压力、速度。

3.根据权利要求1所述的一种基于光滑粒子动力学的战斗部壳体膨胀断裂模拟方法,其特征在于,在步骤S2中,根据离散后的粒子空间位置计算SPH粒子的光滑函数导数的修正矩阵,如下所示:

4.根据权利要求1所述的一种基于光滑粒子动力学的战斗部壳体膨胀断裂模拟方法,其特征在于,在步骤S3中,计算空间位置处SPH粒子的应力,具体过程如下:<...

【技术特征摘要】

1.一种基于光滑粒子动力学的战斗部壳体膨胀断裂模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于光滑粒子动力学的战斗部壳体膨胀断裂模拟方法,其特征在于:在步骤s1中,物理信息包括体积、密度、内能、压力、速度。

3.根据权利要求1所述的一种基于光滑粒子动力学的战斗部壳体膨胀断裂模拟方法,其特征在于,在步骤s2中,根据离散后的粒子空间位置计算sph粒子的光滑函数导数的修正矩阵,如下所示:

4.根据权利要求1所述的一种基于光滑粒子动力学的战斗部壳体膨胀断裂模拟方法,其特征在于,在步骤s3中...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈龙奎黄生洪
申请(专利权)人:中国科学技术大学
类型:发明
国别省市:

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