• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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陈丁, 余泽洋, 姚学昊, 周章涛, 王孟元, 黄丹. 非药式水下爆炸冲击波加载的PD-SPH建模与分析[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0180
引用本文: 陈丁, 余泽洋, 姚学昊, 周章涛, 王孟元, 黄丹. 非药式水下爆炸冲击波加载的PD-SPH建模与分析[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0180
CHEN Ding, YU Zeyang, YAO Xuehao, ZHOU Zhangtao, WANG Mengyuan, HUANG Dan. Modeling and analysis of non-medicinal type underwater explosion shock wave loading using PD-SPH coupling method[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0180
Citation: CHEN Ding, YU Zeyang, YAO Xuehao, ZHOU Zhangtao, WANG Mengyuan, HUANG Dan. Modeling and analysis of non-medicinal type underwater explosion shock wave loading using PD-SPH coupling method[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0180

非药式水下爆炸冲击波加载的PD-SPH建模与分析

doi: 10.11883/bzycj-2025-0180
基金项目: 国家自然科学基金(12302257);国家自然科学基金(12072104);船舶结构安全全国重点实验室开放基金(Naklas2024KF006-K);

Modeling and analysis of non-medicinal type underwater explosion shock wave loading using PD-SPH coupling method

  • 摘要: 舰艇抗爆炸冲击性能评估面临强非线性流固耦合、结构大变形及损伤破坏演化等关键力学问题挑战。通过耦合近场动力学(peridynamics, PD)和光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH)的各自优势,构建适用于水下爆炸冲击模拟的高效PD-SPH数值模型。采用SPH模拟水下冲击波传播及其流固耦合效应,通过PD方法精确表征固体结构从弹性变形至渐进损伤破坏的全过程力学行为,建立非药式水下爆炸冲击波加载装置的PD-SPH数值模型。针对大规模粒子计算效率瓶颈,开发基于区域分解与数据通信机制的多GPU并行计算框架。通过系统验证与并行效率测试表明,该方法可准确预测冲击波壁面压力与靶体动态变形,成功复现薄板结构的典型裂纹扩展模式,并可开展复杂夹层板毁伤全过程模拟。在超过500万个粒子的复杂流固耦合场景中,实际计算时间可以压缩到近1个小时。研究成果可为舰艇抗爆结构设计提供了高精度、高效率的数值分析工具,对水下爆炸流固耦合问题的工程应用具有重要参考价值。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-06-17
  • 网络出版日期:  2025-09-30

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