基于SPH算法的程序设计及其在成型装药战斗部中的应用

发布时间：2023-02-18 13:00

　　为了研究SPH算法及其在成型装药战斗部中的应用，本课题针对成型装药战斗部的射流形成过程编制了基于SPH算法的数值仿真程序。通过该程序计算，我们能得到与有限元分析较吻合的结果，为SPH算法在成型装药战斗部中的应用提供可靠的方法和依据。 论文在详细介绍SPH基本理论的基础上，分别对炸药及药型罩编制了SPH算法计算模块。由于SPH算法的特殊性，论文还完成了SPH算法中关键问题的模块编制，其中针对粒子搜索模块的三种算法进行了对比分析，为不同情况下选择不同算法提供了依据。 通过二维剪切流的计算实例，将自编制SPH程序的计算结果与现有标准FORTRAN程序及ANSYS FLOTRAN有限元计算结果进行对比，对自编制的SPH算法程序的一致性和准确性进行了评估。 最后，本文在保证SPH算法的结果一致性和准确性的前提下，对成型装药战斗部进行射流形成过程模拟。将自编制SPH算法程序与LS-DYNA内置的SPH算法及传统FEM计算结果进行比较。结果表明，本文编制的SPH算法在成型装药战斗部中的应用是可行的。最后，通过不同的算法及参数配置，在保证一定精度的情况下，选出了计算效率最高的算法，这为下一步SPH算法...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 成型装药战斗部数值模拟的研究现状
    1.3 光滑粒子流体动力学的研究现状
    1.4 本文主要内容
第二章 成型装药战斗部射流形成理论
    2.1 射流形成基本理论
        2.1.1 冲击爆炸的基本理论
        2.1.2 射流形成机理
    2.2 状态方程
        2.2.1 爆炸气体的状态方程
        2.2.2 药型罩的状态方程
第三章 光滑粒子流体动力学的基本原理
    3.1 SPH 的基本思想
    3.2 SPH 的基本方程
        3.2.1 函数及其导数的积分表示法
        3.2.3 粒子近似法
    3.3 射流形成过程 SPH 相关问题及算法选择
        3.3.1 核函数的构造与选择
        3.3.2 相互作用粒子对的搜索算法
        3.3.3 其它重要问题及算法选择
第四章 基于 SPH 算法的成型装药战斗部程序设计
    4.1 程序设计思想
    4.2 自编制 SPH 程序结构
    4.3 自编制 SPH 程序主要模块设计
        4.3.1 前后处理接口模块设计
        4.3.2 初始化参数模块设计
        4.3.3 核函数计算模块设计
        4.3.4 粒子对搜索模块设计
        4.3.5 光滑长度更新模块设计
        4.3.6 人工粘度模块设计
        4.3.7 内力计算模块设计
        4.3.8 时间积分模块设计
        4.3.9 其他模块设计
    4.4 自编制 SPH 程序界面设计
    4.5 自编制 SPH 程序评估算例
        4.5.1 二维腔内剪切流 SPH 计算结果
        4.5.2 二维腔内剪切流有限元计算结果
        4.5.3 自编制 SPH 程序评估结果
第五章 成型装药战斗部射流形成数值仿真
    5.1 成型装药战斗部 SPH 模型的生成
    5.2 自编制 SPH 程序射流形成计算结果
    5.3 通用商用软件射流形成计算结果
        5.3.1 LS-DYNA 内置 SPH 算法计算结果
        5.3.2 基于传统 FEM 的仿真结果
    5.4 结果分析
第六章 结束语
    6.1 工作总结
    6.2 进一步工作改进与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果



本文编号：3745018