基于梯形法的有限元自然破片平均迎风面积仿真与编程

发布时间：2025-03-29 21:43

　　 <正>为了求得有限元结果中自然破片的平均迎风面积,根据蒙特卡洛剖分投影法建立了平均迎风面积仿真计算模型,获得了破片投影点集围成图形的边界。基于梯形法对有限元自然破片投影边界的多边形面积进行了求解,并针对凹、凸多边形的适用性和不同象限的顶点进行了验证,获得了有限元结果中自然破片的平均迎风面积。结果表明,基于梯形法的平均迎风面积仿真程序,对凹、凸多边形面积求解均适用;同一多边形所处不同象限的结果完全相同;该程序适用于求解任意不规则形状仿真破片的平均迎风面积、质量、数量、初速、初始位置等。在规则形状破片平均迎风面积的计算方面,相关学者很早就开始了理论与试验研究,并基于试验数据形成了圆柱形、球形、长方

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【部分图文】：

图1 爆震弹有限元破片不同时刻的破碎情况

本文根据爆震弹的有限元数值模拟结果，获得了1/4封装壳体在40us时刻下的破碎情况，如图1所示。通过LSPP后处理程序可将该时刻的单元节点数据导出，并根据Matlab编写的同一破片搜索排序算法，可得到同一破片上的单元编号、坐标、速度、体积等，如图2所示。图2同一破片搜索排序后的....

图2 同一破片搜索排序后的单元数据

图1爆震弹有限元破片不同时刻的破碎情况2基于梯形法的平均迎风面积仿真程序

图3 基于MCSPS方法的平均迎风面积算法流程图

基于MCSPS法的平均迎风面积仿真算法流程图如图3所示。其中，Pe为破片单元数据库，P为破片汇总数据库，i2、i分为Pe库行搜索标记的首端和末端，q为破片序号，mtkl为蒙特卡洛次数变量，N为蒙特卡洛总次数，本文设置为50000次，dt为用于存放三角剖分数据的结构体，area＿m....

图6 四顶点的凹、凸多边形

为验证梯形法对凹、凸多边形的适用性，选取便于几何计算的凹、凸四边形进行讨论，如图6所示。根据梯形法计算，得到凸多边形面积为6，凹多边形面积为2.25。而通过几何计算，凸多边形面积为左三角形面积3与右三角形面积3之和，凹多边形面积为两三角形之差，与程序结果完全吻合。由此说明，梯形法....

本文编号：4037687