计算域可变的CEL方法

付峥 刘军 冯其京 王政 张树道

付峥, 刘军, 冯其京, 王政, 张树道. 计算域可变的CEL方法[J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(3): 528-535. doi: 10.11883/1001-1455(2017)03-0528-08
引用本文: 付峥, 刘军, 冯其京, 王政, 张树道. 计算域可变的CEL方法[J]. 爆炸与冲击, 2017, 37(3): 528-535. doi: 10.11883/1001-1455(2017)03-0528-08
Fu Zheng, Liu Jun, Feng Qijing, Wang Zheng, Zhang Shudao. A CEL method with changeable computational domain[J]. Explosion And Shock Waves, 2017, 37(3): 528-535. doi: 10.11883/1001-1455(2017)03-0528-08
Citation: Fu Zheng, Liu Jun, Feng Qijing, Wang Zheng, Zhang Shudao. A CEL method with changeable computational domain[J]. Explosion And Shock Waves, 2017, 37(3): 528-535. doi: 10.11883/1001-1455(2017)03-0528-08

计算域可变的CEL方法

doi: 10.11883/1001-1455(2017)03-0528-08
基金项目: 

国家自然科学基金项目 11472060

国家自然科学基金项目 11371069

中国工程物理研究院科学技术发展基金项目 2014B0201030

详细信息
    作者简介:

    付峥(1984-),男,助理研究员,fu_zheng@iapcm.ac.cn

  • 中图分类号: O384

A CEL method with changeable computational domain

  • 摘要: 为了更好地兼顾拉氏方法和欧拉方法各自的特长,提出一种可将拉氏介质映射到欧拉计算域的耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法。通过这种映射,将欧拉-拉格朗日重叠区域的接触面协调问题转换为欧拉区域内的多介质计算问题,简化了CEL方法的构造过程。通过与侵彻实验和结构对爆炸冲击波响应实验的比较,验证了新算法,计算结果与实验数据符合较好。
  • 图  1  高速侵彻实验回收的弹体[10]

    Figure  1.  Recovered bullets in experiments of high velocity impact[10]

    图  2  过盈单元

    Figure  2.  Overfilled cell

    图  3  拉氏介质边界上的压力、偏应力和应力

    Figure  3.  Pressure, deviatoric stress and stress on the boundary of the Lagrangian material

    图  4  初始时刻网格示意图

    Figure  4.  Initial grid

    图  5  弹体与靶板的变形情况对比

    Figure  5.  Distortion of the bullet and the target

    图  6  实验装置[13]

    Figure  6.  Experimental setup[13]

    图  7  初始时刻圆盘附近的网格

    Figure  7.  Initial grid around the plate

    表  1  各工况弹体残余速度

    Table  1.   Residual velocity of the bullet

    工况 入射速度/(m·s-1) 剩余速度/(m·s-1) 相对误差/%
    实验 计算
    1 341 164 173.5 5.79
    2 396 266 270 1.50
    3 508 415 422 1.69
    4 730 665 674 1.35
    5 863 802 815 1.62
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    表  2  各工况实验与数值模拟得到的圆盘最大位移

    Table  2.   Experimental and numerical maximal displacement of plates

    工况 d/cm D/cm W/kg R/cm δ/d
    Exp.[13] LS-DYNA[13] CEL
    1 1 50 1.094 10 4.85 4.98 4.93
    2 2 100 8.752 20 5.35 5.15 5.49
    3 1 50 1.094 6.5 7.45 7.72 7.67
    4 2 100 8.752 13 8.25 8.15 8.29
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-03
  • 修回日期:  2015-10-23
  • 刊出日期:  2017-05-25

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