基于SPH方法的弹丸侵彻问题的数值模拟
发布时间：2021-03-04 06:20
高速弹丸侵彻混凝土靶板是一个非常复杂的动力学问题，侵彻过程中混凝土要经历大变形、高应变率、高压作用，有限元法等基于网格的方法在计算过程中会出现网格畸变，导致计算中止等问题。而光滑粒子流体动力学（Smoothed Particle Hydrodynamics,简称SPH）方法是一种拉格朗日形式的无网格粒子法。在SPH方法中，用一系列具有物理特性的粒子来对模型进行模拟，不需要划分网格，这样可以避免网格产生畸变扭曲，且可以清楚的表现靶板冲击过程大变形，因此在高速碰撞问题中具有一定的优势。本文第一章介绍了无网格法在国内外的研究现状，即各无网格法的发展历史及现状，并且列出了本文主要研究内容和创新点。第二章主要论述了SPH方法的基本理论。阐述了核函数近似过程，根据流体动力学基本方程组推导了SPH离散表达式，介绍了与SPH方法计算相关的一些问题，如五种常见的光滑函数、人工粘性的引入、光滑长度的选取，粒子搜索的方法等。在SPH理论的基础上，用ANSYS/LSDYNA有限元软件中的SPH算法程序，对弹丸侵彻金属靶板的过程进行数值模拟研究，将SPH方法计算结果与传统的有限元法进行对比...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2.3粒子近似法示意图
1,, 1 ,2nn n ni i ix x u t 法中，单元与单元之间有节点连接，所以法则不同，SPH 粒子为任意分布，每计确定支持域以及支持域内的粒子，与基于因此粒子搜索算法直接决定了 SPH 方法搜索方法。种方法中实现比较简单，将未知粒子与已离大于支持域半径，则非支持域内粒子，粒子。全配对搜索法每个时间步都要遍历。所以，全配对搜索法应用范围较为狭窄
图 2.11 链表搜索法示意图长度的情况，Hernquist 和 Katz[60]提出了应分层树形搜索法来满足自适应光滑长度行相邻粒子的搜索。于任意粒子i，在其周围2i h的立方体范方体范围没有重叠，则排除之，当有重叠中止搜索，最后搜索到的粒子是否为邻近子，当粒子是紧之域内粒子时，则搜索到度和粒子数庞大的问题时，是非常高效的
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土HJC模型抗侵彻参数敏感性数值模拟研究[J]. 陈星明,刘彤,肖正学. 高压物理学报. 2012(03)
[2]几种常用混凝土动态损伤本构模型评述[J]. 李世民,李晓军. 混凝土. 2011(06)
[3]混凝土HJC本构模型参数的研究[J]. 巫绪涛,李耀,李和平. 应用力学学报. 2010(02)
[4]高速钨合金破片对中厚钢靶的穿甲效应研究[J]. 徐豫新,王树山,翟喆,罗莉,仲霄. 兵工学报. 2009(S2)
[5]航天器空间碎片超高速撞击防护的若干问题[J]. 龚自正,杨继运,张文兵,童靖宇,向树红,庞贺伟. 航天器环境工程. 2007(03)
[6]加权最小二乘无网格法[J]. 张雄,胡炜,潘小飞,陆明万. 力学学报. 2003(04)
[7]大应变、高应变率及高压强条件下混凝土的计算模型[J]. 张凤国,李恩征. 爆炸与冲击. 2002(03)
[8]穿破甲有限元的几何非线性及物理参数的确定[J]. 宋顺成,谭多望,蔡鸿年. 爆炸与冲击. 2002(02)
[9]无网格法与有限元法的耦合及其对功能梯度材料断裂计算的应用[J]. 何沛祥,李子然,吴长春. 中国科学技术大学学报. 2001(06)
[10]用无网格法计算平板弯曲问题[J]. 方电新,李卧东,王元汉,陈晓波. 岩土力学. 2001(03)
博士论文
[1]基于SPH方法的冲击动力学若干问题研究[D]. 许庆新.上海交通大学 2009
[2]基于SPH方法的空间碎片超高速碰撞特性及其防护结构设计研究[D]. 徐金中.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]无网格法及其应用研究[D]. 严默非.大连理工大学 2009
[2]无网格法理论与应用研究[D]. 黄朝琴.中国石油大学 2007
[3]动能弹丸侵彻混凝土的数值模拟研究[D]. 崔伟峰.中国人民解放军国防科学技术大学 2003
本文编号：3062715
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2.3粒子近似法示意图
1,, 1 ,2nn n ni i ix x u t 法中，单元与单元之间有节点连接，所以法则不同，SPH 粒子为任意分布，每计确定支持域以及支持域内的粒子，与基于因此粒子搜索算法直接决定了 SPH 方法搜索方法。种方法中实现比较简单，将未知粒子与已离大于支持域半径，则非支持域内粒子，粒子。全配对搜索法每个时间步都要遍历。所以，全配对搜索法应用范围较为狭窄
图 2.11 链表搜索法示意图长度的情况，Hernquist 和 Katz[60]提出了应分层树形搜索法来满足自适应光滑长度行相邻粒子的搜索。于任意粒子i，在其周围2i h的立方体范方体范围没有重叠，则排除之，当有重叠中止搜索，最后搜索到的粒子是否为邻近子，当粒子是紧之域内粒子时，则搜索到度和粒子数庞大的问题时，是非常高效的
【参考文献】：
期刊论文
[1]混凝土HJC模型抗侵彻参数敏感性数值模拟研究[J]. 陈星明,刘彤,肖正学. 高压物理学报. 2012(03)
[2]几种常用混凝土动态损伤本构模型评述[J]. 李世民,李晓军. 混凝土. 2011(06)
[3]混凝土HJC本构模型参数的研究[J]. 巫绪涛,李耀,李和平. 应用力学学报. 2010(02)
[4]高速钨合金破片对中厚钢靶的穿甲效应研究[J]. 徐豫新,王树山,翟喆,罗莉,仲霄. 兵工学报. 2009(S2)
[5]航天器空间碎片超高速撞击防护的若干问题[J]. 龚自正,杨继运,张文兵,童靖宇,向树红,庞贺伟. 航天器环境工程. 2007(03)
[6]加权最小二乘无网格法[J]. 张雄,胡炜,潘小飞,陆明万. 力学学报. 2003(04)
[7]大应变、高应变率及高压强条件下混凝土的计算模型[J]. 张凤国,李恩征. 爆炸与冲击. 2002(03)
[8]穿破甲有限元的几何非线性及物理参数的确定[J]. 宋顺成,谭多望,蔡鸿年. 爆炸与冲击. 2002(02)
[9]无网格法与有限元法的耦合及其对功能梯度材料断裂计算的应用[J]. 何沛祥,李子然,吴长春. 中国科学技术大学学报. 2001(06)
[10]用无网格法计算平板弯曲问题[J]. 方电新,李卧东,王元汉,陈晓波. 岩土力学. 2001(03)
博士论文
[1]基于SPH方法的冲击动力学若干问题研究[D]. 许庆新.上海交通大学 2009
[2]基于SPH方法的空间碎片超高速碰撞特性及其防护结构设计研究[D]. 徐金中.国防科学技术大学 2008
硕士论文
[1]无网格法及其应用研究[D]. 严默非.大连理工大学 2009
[2]无网格法理论与应用研究[D]. 黄朝琴.中国石油大学 2007
[3]动能弹丸侵彻混凝土的数值模拟研究[D]. 崔伟峰.中国人民解放军国防科学技术大学 2003
本文编号：3062715
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