侵彻爆炸问题是国防、航天航空和公共安全等领域的重大问题。物质点法在侵彻爆炸问题的数值模拟中具有独特的优势和诱人的应用前景,但也存在一些亟待解决的缺陷。本项目以侵彻爆炸问题为背景,建立了自适应物质点无网格法,解决了物质点无网格法的数值断裂问题;借鉴有限元等方法在接触算法、多重网格方面的成功经验,发展了物质点法的新型接触算法和局部多重网格接触算法,提出了移动网格、动态网格物质点法,大大提高了物质点法计算效率,有效减少了其存储量;基于区域分解技术,提出了并行自适应物质点无网格法,并行效率良好;利用自适应物质点无网格法对侵彻爆炸问题进行了模拟,并研究了极端载荷工况下的材料动力学行为,利用合作单位现有的实弹实验数据和数值模拟结果进行了校验和验证;提出了杂交物质点有限元法、耦合物质点有限元法,建立了物质点—有限元统一框架。本项目的成果使自适应物质点法成为侵彻爆炸数值模拟的最有效方法之一,具有重要的理论意义,并在国防、航天航空和公共安全等领域中具有重要的应用前景。
英文主题词Meshfree/meshless methods; Material point method; Penetration; Blast; Hyper velocity impact