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哈尔滨工程大学学报 2012年第9期33卷 1110-1115页

作者：陈卫东杨文淼哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对运用标准物质点法(MPM)对高能炸药爆轰过程进行数值模拟时,由于跨网格误差的存在,求解精度较低,计算稳定性较差等不足,将一种新算法——广义插值物质点法(GIMP)扩展到此类问题的数值模拟中.爆轰气体采用无粘性流体模型来描述,并假... 详细信息

针对运用标准物质点法(MPM)对高能炸药爆轰过程进行数值模拟时,由于跨网格误差的存在,求解精度较低,计算稳定性较差等不足,将一种新算法——广义插值物质点法(GIMP)扩展到此类问题的数值模拟中.爆轰气体采用无粘性流体模型来描述,并假设整个爆轰过程是绝热的,建立了欧拉形式的控制方程.高能炸药选用TNT,并采用JWL状态方程进行描述.采用GIMP方法分别对一维板条TNT爆轰和二维聚能装药爆轰进行了数值计算,给出了TNT板条起爆后几个典型时刻的密度、内能和压力分布曲线以及聚能装药爆轰过程中速度矢量图和压力分布云图,成功捕获了聚能装药爆轰过程中的主要物理特征.数值计算结果表明,GIMP比标准MPM在计算精度以及稳定性上都有很大的提高,能够很好地模拟高能炸药的爆轰过程.

关键词：物质点法广义插值物质点法高能炸药爆轰数值模拟

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基于广义插值物质点法的炸药冲击起爆数值仿真模块及模拟分析

基于广义插值物质点法的炸药冲击起爆数值仿真模块及模拟分析

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作者：吴国袁南京理工大学

学位级别：硕士

研究炸药的冲击起爆特性,并精细化描述这一动力学过程对其安全贮存和防护具有重要意义。近年来,随着计算机技术的高速发展,数值模拟逐渐成为研究炸药冲击起爆特性的重要手段。采用传统网格类方法模拟带壳炸药的冲击起爆过程存在网格易... 详细信息

研究炸药的冲击起爆特性,并精细化描述这一动力学过程对其安全贮存和防护具有重要意义。近年来,随着计算机技术的高速发展,数值模拟逐渐成为研究炸药冲击起爆特性的重要手段。采用传统网格类方法模拟带壳炸药的冲击起爆过程存在网格易畸变、物质界面难以准确描述等问题。广义插值物质点法采用了拉格朗日质点和欧拉网格的双重描述,在大变形、流固耦合问题中具有显著优势。本文选用带壳炸药为研究对象,基于广义插值物质点法,开发了带壳炸药的冲击起爆数值仿真模块,研究了炸药的冲击起爆特性。具体内容包括:(1)基于物质点法及广义插值物质点法的基本理论,对激波管问题进行了研究,表明广义插值物质点法相对物质点法具有更高的计算精度和稳定性。(2)基于炸药的冲击起爆动力学模型,对炸药的冲击起爆过程进行了数值仿真,结果表明,广义插值物质点法能准确预测炸药真实的起爆过程,验证了炸药冲击起爆数值仿真模块的准确性。(3)基于壳体的弹塑性本构模型,研究了广义插值物质点法对壳体高速冲击问题的模拟能力,结果表明,广义插值物质点法能准确描述壳体在高速冲击作用下的动态力学响应。(4)针对壳体与炸药之间的相互作用,建立了二维轴对称带壳炸药的冲击起爆流固耦合动力学模型,开发了带壳炸药的冲击起爆数值仿真模块,研究了带壳炸药的冲击起爆过程,分析了加载冲击波压力峰值、壳体厚度、起爆方式对炸药冲击起爆特性的影响规律。

关键词：广义插值物质点法带壳炸药冲击起爆点火增长模型流固耦合数值模拟

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考虑界面效应的砂土静力触探物质点法模拟

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铁道工程学报 2019年第7期36卷 6-11,18页

作者：文妮张博武汉铁路职业技术学院武汉430205 中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司长沙410014

研究目的:静力触探试验广泛应用于工程领域,但室内及原位试验在探究土体内部应变演化机理方面具有一定的困难。相比之下,数值模拟更加高效节约,也更有利于探究土体内部应变演化机理。传统的有限单元法是常用的一种数值方法,但在计算大... 详细信息

研究目的:静力触探试验广泛应用于工程领域,但室内及原位试验在探究土体内部应变演化机理方面具有一定的困难。相比之下,数值模拟更加高效节约,也更有利于探究土体内部应变演化机理。传统的有限单元法是常用的一种数值方法,但在计算大变形问题时会出现网格畸变问题,造成数值困难。基于上述背景,本文引入一种固体力学中的新型数值计算方法--物质点法,能有效避免网格畸变问题,非常适用于岩土大变形问题的分析研究。因此,本文采用物质点法针对静力触探试验开展三维数值模拟工作,探究锥体贯入过程中土体内部塑性变形区域的演化规律及锥头贯入阻力随深度的变化规律;分析砂土内摩擦角、锥体尺寸等因素的变化对贯入阻力的影响;分析静力触探锥体与土体接触面的界面效应,即不同的摩擦系数对锥头贯入阻力的影响。研究结论:(1)采用广义插值物质点法模拟静力触探试验是合理且可行的;(2)随着锥体的贯入,其周围土体将逐渐屈服,产生弹塑性变形并形成明显的破坏区域;随着贯入深度的增大,锥体贯入阻力先逐渐增大,再趋于稳定;(3)根据土体强度及锥体尺寸参数试验,锥头最大贯入阻力随砂土内摩擦角的增大而增大,随锥尖角的增大而增大,随截面面积的增大而减小;(4)锥-土摩擦系数对于贯入阻力的大小具有显著影响,随着摩擦系数的逐渐增大,最大贯入阻力逐渐增大,两者近似呈线性规律;(5)本研究成果主要应用于静力触探试验机理的分析研究工作。

关键词：广义插值物质点法静力触探试验大变形破坏参数试验界面效应

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基于仿射广义插值物质点(GIMP)方法的土体开挖模拟

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铁道建筑技术 2020年第S1期 44-49页

作者：王耀东中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司北京101100

本文提出了一种仿射广义插值物质点法(GIMP),用于模拟盾构开挖过程中土体-结构之间的相互作用。该方法不受网格畸变的影响,可以用来分析大变形问题。仿射算法通过在从质点到网格节点的映射中给质点增加局部仿射速度,从而增强了原始GIMP... 详细信息

本文提出了一种仿射广义插值物质点法(GIMP),用于模拟盾构开挖过程中土体-结构之间的相互作用。该方法不受网格畸变的影响,可以用来分析大变形问题。仿射算法通过在从质点到网格节点的映射中给质点增加局部仿射速度,从而增强了原始GIMP方法的应用能力。采用Drucker-Prager屈服准则作为土体本构模型,并考虑了土体的应变软化行为。土体与刀具之间的摩擦接触通过接触算法予以考虑。通过一个室内开挖装置试验验证了所提方法的有效性。本方法为研究岩土工程中的土-结构相互作用提供了一种有效工具。

关键词：土体开挖物质点法广义插值物质点法仿射算法

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