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一种基于颗粒接触的二维无网格方法及其在高速冲击模拟中的应用
  • ISSN号:1001-1455
  • 期刊名称:《爆炸与冲击》
  • 时间:0
  • 分类:O383[理学—流体力学;理学—力学] O241[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]中国科学院力学研究所,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学基金青年科学基金项目(11302230); 国家科技支撑计划项目(2012BAK10B00); 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2010CB731506)
中文摘要:

为解决基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)在高速冲击模拟中因网格畸变导致的系统能量发散问题,提出了一种基于颗粒接触的二维无网格方法(PCMM)。该方法基于颗粒间复杂丰富的接触信息构建三角形单元,通过接触对的演化更新实现旧单元(满足删除条件的单元)的删除及新单元(满足创建条件的单元)的重建,通过在单元内引入流体弹塑性模型实现高速冲击问题的模拟。给出了三角形单元创建的3个必备条件:组成单元的3个颗粒必须彼此接触,任意一个内角必须在30°~150°之间,任意一条边长必须大于平均半径的0.5倍。弹性杆撞击、泰勒杆、碎片云、子弹入射靶板等算例的结果表明了PCMM方法在模拟高速冲击问题方面的正确性及合理性。

英文摘要:

To solve the no convergence problem due to grid distortion when simulating hypervelocity impact problems using continuum-based discrete element method (CDEM), a 2D particle contactbased meshfree method (PCMM) is presented. In PCMM, triangle elements are created based on complex and abundant contact information between particles. According to the evolution and renewal of contact pairs, old elements (satisfying the deletion condition) will be deleted and new elements (satisfying the creation condition) will be created. By introducing fluid-elastic-plastic model for elements, the hypervelocity impact problems could be simulated well. Three conditions to create triangle element are given: the three particles which the element consisted of should contact with each other; each internal angle of the triangle element should locate between 30 and 150 degree; each edge length of the element should be larger than 0.5 times of average radius. The results of numerical cases (elastic bar impacting rigid wall, Taylor bar, debris clouds, and bullet penetration) show the accuracy and rationality of PCMM.

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期刊信息
  • 《爆炸与冲击》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术协会
  • 主办单位:中国力学学会 四川省力学学会 中物院流体物理研究所
  • 主编:刘仓理
  • 地址:四川省绵阳市919信箱110分箱
  • 邮编:621999
  • 邮箱:bzycj@caep.ac.cn
  • 电话:0816-2486197
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-1455
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1148/O3
  • 邮发代号:62-131
  • 获奖情况:
  • 力学类、武器工业类核心期刊,《EI》、《CA》收录的科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:9112