【摘 要】
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近年来,舰船生命力成为世界各国研究的热点,而高能炸药在水中爆炸对舰船的破坏作用直接影响了舰船的生命力。因此,有必要对高能炸药在水中爆炸的情形有比较透彻的认识。高能
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近年来,舰船生命力成为世界各国研究的热点,而高能炸药在水中爆炸对舰船的破坏作用直接影响了舰船的生命力。因此,有必要对高能炸药在水中爆炸的情形有比较透彻的认识。高能炸药的爆炸过程涉及了自由表面,变形边界,运动物质交界面及极大变形等问题,传统的基于网格的方法,如有限元法,很难处理此类问题。而光滑粒子流体动力学(SPH)方法,是一种自适应性的,具有拉格朗日性质的无网格方法,它很适合处理这种具有极大变形的问题。高能炸药的一维爆轰有理论解,因此,它常用来作为测试高能炸药数值模拟方法的基准。然而,当所研究的模型由一维变为二维,甚至三维的时候,粒子数目变得非常巨大,仍然采用处理一维问题的方法来研究二维,三维问题,程序运行不仅非常耗时,计算结果的误差也会非常大,甚至错误。本文就是在这种情况下,利用SPH方法对二维TNT的爆轰进行了模拟研究。本文对二种不同的装药方式,利用了二种不同的处理光滑长度的方法进行了模拟,并将所得到的结果与理论值,实验值进行了对比分析,指出了误差产生的根源,并提出了减少误差的方法。由结果可知:采用变光滑长度的方法处理二维爆轰问题,能够得到相当精确的结果。利用SPH方法能较好地预测到不同时刻,爆轰波的图形,同时能得到不同时刻,系统的压力,密度,速度及内能分布,这些结果都达到了较高的精度。这说明利用SPH方法能很好地模拟高能炸药的爆轰过程。
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