界面不穩(wěn)定性是自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容,是天體物理、地球物理、ICF等眾多學(xué)科共同關(guān)心的問題之一。以往的研究大多是針對流體界面不穩(wěn)定性發(fā)展規(guī)律的,隨著工程問題的逐步明確,工程應(yīng)用的界面不穩(wěn)定性發(fā)展大多會涉及到強度介質(zhì)界面,強度介質(zhì)界面不穩(wěn)定性發(fā)展越來越成為應(yīng)用中的主要問題之一。因此,深入探討強度介質(zhì)在復(fù)雜持續(xù)加載以及強沖擊作用下誘發(fā)的界面不穩(wěn)定性問題,對于自然科學(xué)研究以及重大工程項目的順利開展意義重大。本文首先針對界面不穩(wěn)定性問題的研究需要,在彈塑性流體力學(xué)歐拉方法基礎(chǔ)上進行了混合網(wǎng)格封閉性模型、爆轟、自適應(yīng)網(wǎng)格加密等計算功能擴展,設(shè)計了根據(jù)流場情況確定合適計算區(qū)域的算法,能夠有效提升計算效率。其次,利用定常及簡單變加速度條件下界面不穩(wěn)定性問題,對程序的計算結(jié)果進行了驗證,計算結(jié)果與文獻中的理論和計算結(jié)果符合。對定常加速度下金屬界面不穩(wěn)定性的計算,得到強度材料界面擾動不發(fā)展的穩(wěn)定性條件,與不可壓縮彈塑性介質(zhì)的理論結(jié)果進行了對比分析。第三,以斜波加載條件下金屬界面不穩(wěn)定性問題為對象,構(gòu)造了斜波加載條件緩慢加速金屬飛片。通過改變擾動波長、振幅、飛片厚度、材料屈服強度等因素,研究... 

【文章來源】：中國工程物理研究院北京市

【文章頁數(shù)】：107 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１?ＬＸ－１７在持續(xù)沖擊壓力下的壓力歷史曲線??

?基本一致。其中，下標(biāo)Ｎ和ＣＪ分別為尖點和Ｃ－Ｊ狀態(tài)。以１４．９７ＧＰａ持續(xù)壓力沖擊ＬＸ－１７??炸藥，計算網(wǎng)格為〇．〇〇５ｍｍ，圖２．１展示了不同時刻的壓力空間分布，爆轟波經(jīng)過一段??距離形成穩(wěn)定爆轟。??對于柱形炸藥從一端起爆，爆轟波沿著炸藥向另一端傳播，由于側(cè)面的稀疏效應(yīng)，??與一維爆轟相比爆速會降低，即炸藥的直徑效應(yīng)。對于ＰＢＸ９５０２炸藥柱，以３１．５ＧＰａ??壓力沖擊藥柱引爆炸藥，圖２．２為爆轟波在藥柱內(nèi)的傳播速度與藥柱的曲率關(guān)系，其中，??實心點線為實驗結(jié)果Ｐ８７］，空心點線為計算結(jié)果�？招姆叫螢椋埃保恚砭W(wǎng)格結(jié)果，空心圓??為０．０２５ｍｍ結(jié)果，可以看到，數(shù)值模擬結(jié)果有收斂到實驗值的趨勢。另外，當(dāng)爆速低??于７．３ｋｍ／ｓ時爆轟波會逐漸熄滅［１８７］，在計算中也觀察到，較小的藥柱在較高的沖擊壓力??下（３１．５ＧＰａ），爆轟波在藥柱內(nèi)能夠持續(xù)較長距離，但是，在較低的沖擊壓力下（如??１４ＧＰａ）爆轟波傳播較短距離就熄滅了。???表２．１?炸藥ＴＡＴＢ穩(wěn)定爆轟狀態(tài)???ｖｏｎ?Ｎｅｕｍｍａｎ?尖點?ＣＪ?點???Ｄ?／ｋｍｘｓ＇１?ＰＮ?／ＧＰａ?ＶＮ／Ｖ〇?ＵＮ?／ｋｍ＾ｓ－１?ＰＣＪ?／ＧＰａ?ＶＣｊＡ＾〇?Ｕｇ／ｋｎｉｘｓ＇１??實驗?７．５％?３５．５?０．６７５７?２．４６０?２７．５?０．７４９２?１．９１??計算?７．６７５?３６．０?０．６７５２?２．４８３?２８．３?０．７４３０?１．９６??ｊ?■?ｉ?■?■?■?？?ｉ?＇?■?■?■?！?■?■?■?■■?ｉ?？?■■?■??Ｓ?—－ｆ、－１??Ｉ?：??１０?－?－??０?

擾動區(qū)保護塊，即與擾動塊相鄰的網(wǎng)格塊（可以跨加密級）。自適應(yīng)計算區(qū)域算法假設(shè)??擾動的發(fā)展是連續(xù)展開的，僅需檢測擾動塊及其保護塊的擾動狀態(tài)，時間積分僅在擾動??塊上推進。擾動區(qū)與擾動區(qū)保護塊的關(guān)系如圖２．３所示。值得注意的是，在計算所有網(wǎng)??格塊的時間積分算法中，子塊發(fā)生擾動父塊也標(biāo)記發(fā)生擾動，與僅計算葉網(wǎng)格塊不同，??不論該鄰塊是否為葉網(wǎng)格塊，擾動都會影響擾動塊的父塊的鄰塊。??Ｘ??Ｘ?——９！?Ｍ???Ｘ?Ｘ?ＸＸ??Ｔｉｆ！??Ｘ?——??Ｘ???ｎ???ＸＸ?ＸＸ??Ｘ?ｘ?Ｘ??（ａ）僅計算葉網(wǎng)格塊?（ｂ）計算所有網(wǎng)格塊??實心圓為受擾動塊，空心圓為遞歸產(chǎn)生的擾動塊，叉號為擾動區(qū)保護塊??圖２．３擾動區(qū)保護塊示意圖??在初始化完計算塊數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的算法，如葉網(wǎng)格塊推進或推進所有網(wǎng)格塊，檢??測相應(yīng)網(wǎng)格塊的擾動狀態(tài)，進而設(shè)置擾動區(qū)保護塊，形成初始的擾動標(biāo)記。在時間推進??之前，先設(shè)置擾動區(qū)保護塊，再檢測計算塊的擾動狀態(tài)，計算僅限于擾動塊。??統(tǒng)一時間步長、自適應(yīng)計算區(qū)域的時間積分算法的計算流程如下：??Ｉ．


本文編號：3361074