三维SPH算法在冲击动力学中的应用
出版时间:
2018-01
版次:
31
ISBN:
9787030561107
定价:
69.00
装帧:
平装
开本:
16开
页数:
237页
字数:
200千字
正文语种:
简体中文
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《三维SPH算法在冲击动力学中的应用》重点介绍了三维SPH数值模型在处理典型冲击动力学问题中取得的研究成果。首先，SPH方法虽然在处理结构大变形与动力物质交界面方面具有很大优势，但对冲击动力学问题进行三维数值模拟时，仍存在缺陷，对此，《三维SPH算法在冲击动力学中的应用》开发了处理非连续问题的三维SPH数值模型，针对结构入水冲击、穿甲弹侵彻冲击、聚能射流冲击、爆炸冲击等具体问题，进行了机理性研究。其次，为实现该方法的有效工程应用，《三维SPH算法在冲击动力学中的应用》介绍了三维SPH-FEM耦合算法，即SPH方法处理结构大变形的优势与FEM方法高效成熟的结构动力学分析技术相结合的耦合算法。最后，《三维SPH算法在冲击动力学中的应用》给出了复杂结构在爆炸冲击作用下的动力响应特性研究中对该方法的应用。 目录
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 冲击问题数值算法研究进展 2
1.2.1 结构入水冲击问题数值算法研究进展 2
1.2.2 结构高速碰撞冲击问题数值算法研究进展 5
1.2.3 爆炸冲击问题数值算法研究进展 7
1.3 处理非连续问题的三维SPH方法研究进展 9
1.3.1 非连续问题的提出 9
1.3.2 处理非连续问题的SPH方法 10
1.3.3 三维SPH数值模型 11
1.4 SPH-FEM耦合算法研究进展 12
第2章 处理非连续问题的三维SPH数值模型 13
2.1 引言 13
2.2 经典SPH方法三维数值模型 14
2.2.1 描述冲击问题的控制方程 14
2.2.2 控制方程的SPH粒子近似 16
2.2.3 状态方程 17
2.3 非连续SPH方法三维数值模型 18
2.3.1 光滑长度对SPH近似过程的影响 19
2.3.2 SPH粒子近似的对称性 20
2.3.3 非连续界面的处理 21
2.3.4 流固耦合交界面处理 25
2.3.5 固体材料交界面处理 26
2.4 非连续界面存在的客观性 27
第3章 圆筒结构入水冲击问题研究 31
3.1 引言 31
3.2 圆筒结构入水冲击过程模拟 31
3.2.1 圆筒结构入水冲击过程数值模型 31
3.2.2 圆筒结构入水冲击过程计算模型 32
3.2.3 计算结果与讨论 33
3.2.4 圆筒结构入水过程影响参数分析 36
3.3 圆筒结构入水冲击过程实验研究 41
3.3.1 圆筒结构入水冲击过程实验原理 41
3.3.2 实验结果及分析 42
3.4 数值模拟与实验结果对比分析 54
第4章 穿甲弹对靶板结构的毁伤研究 57
4.1 引言 57
4.2 穿甲弹对靶板结构毁伤过程模拟 58
4.2.1 穿甲弹侵彻靶板的数值模型 58
4.2.2 穿甲弹侵彻靶板的计算模型 59
4.2.3 计算结果分析 59
4.2.4 数值模型验证分析 63
4.3 穿甲弹毁伤效果影响参数分析 65
4.3.1 弹体着靶速度对毁伤效果的影响 66
4.3.2 弹体着靶角度对毁伤效果的影响 69
4.3.3 弹体质量分布（长径比）对毁伤效果的影响 72
4.3.4 弹体头部形状对毁伤效果的影响 75
第5章 聚能射流作用下结构动响应特性研究 78
5.1 引言 78
5.2 聚能装药对结构的毁伤效应模拟 79
5.2.1 聚能装药对靶板毁伤效应数值模型 79
5.2.2 聚能装药对靶板毁伤效应计算模型 80
5.2.3 聚能效应对靶板结构毁伤过程 80
5.3 聚能装药聚能效应影响参数分析 86
5.3.1 装药长度对聚能效应的影响 86
5.3.2 金属罩锥角对聚能效应的影响 88
5.3.3 炸高对聚能效应的影响 89
5.4 不同装药形式的炸药对船体甲板毁伤效应对比 90
5.5 反应式装甲防护特性研究 91
5.5.1 反应式装甲计算模型 91
5.5.2 计算结果 92
5.5.3 反应式装甲防护效果影响参数分析 95
第6章 爆炸螺栓分离冲击特性研究 99
6.1 引言 99
6.2 爆炸螺栓解锁分离过程模拟 100
6.2.1 爆炸螺栓解锁分离过程数值模型 100
6.2.2 爆炸螺栓基本结构及计算模型简化 101
6.3 计算结果分析 102
6.3.1 爆炸螺栓解锁分离过程工作原理 102
6.3.2 爆炸螺栓解锁分离过程载荷特性分析 105
6.4 数值模型验证 108
第7章 三维复杂结构在爆炸冲击作用下的响应特性研究 110
7.1 引言 110
7.2 三维SPH-FEM耦合算法 111
7.3 复合链表搜索方式 114
7.4 复杂结构爆炸冲击计算模型 116
7.4.1 爆炸螺栓三维SPH模型 116
7.4.2 复杂连接结构有限元模型 116
7.5 计算结果分析 117
7.5.1 爆炸螺栓爆炸冲击特性分析 117
7.5.2 三维复杂结构在爆炸螺栓冲击激励作用下的响应分析 119
参考文献 127
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内容简介:
《三维SPH算法在冲击动力学中的应用》重点介绍了三维SPH数值模型在处理典型冲击动力学问题中取得的研究成果。首先，SPH方法虽然在处理结构大变形与动力物质交界面方面具有很大优势，但对冲击动力学问题进行三维数值模拟时，仍存在缺陷，对此，《三维SPH算法在冲击动力学中的应用》开发了处理非连续问题的三维SPH数值模型，针对结构入水冲击、穿甲弹侵彻冲击、聚能射流冲击、爆炸冲击等具体问题，进行了机理性研究。其次，为实现该方法的有效工程应用，《三维SPH算法在冲击动力学中的应用》介绍了三维SPH-FEM耦合算法，即SPH方法处理结构大变形的优势与FEM方法高效成熟的结构动力学分析技术相结合的耦合算法。最后，《三维SPH算法在冲击动力学中的应用》给出了复杂结构在爆炸冲击作用下的动力响应特性研究中对该方法的应用。
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目录:
目录
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 冲击问题数值算法研究进展 2
1.2.1 结构入水冲击问题数值算法研究进展 2
1.2.2 结构高速碰撞冲击问题数值算法研究进展 5
1.2.3 爆炸冲击问题数值算法研究进展 7
1.3 处理非连续问题的三维SPH方法研究进展 9
1.3.1 非连续问题的提出 9
1.3.2 处理非连续问题的SPH方法 10
1.3.3 三维SPH数值模型 11
1.4 SPH-FEM耦合算法研究进展 12
第2章 处理非连续问题的三维SPH数值模型 13
2.1 引言 13
2.2 经典SPH方法三维数值模型 14
2.2.1 描述冲击问题的控制方程 14
2.2.2 控制方程的SPH粒子近似 16
2.2.3 状态方程 17
2.3 非连续SPH方法三维数值模型 18
2.3.1 光滑长度对SPH近似过程的影响 19
2.3.2 SPH粒子近似的对称性 20
2.3.3 非连续界面的处理 21
2.3.4 流固耦合交界面处理 25
2.3.5 固体材料交界面处理 26
2.4 非连续界面存在的客观性 27
第3章 圆筒结构入水冲击问题研究 31
3.1 引言 31
3.2 圆筒结构入水冲击过程模拟 31
3.2.1 圆筒结构入水冲击过程数值模型 31
3.2.2 圆筒结构入水冲击过程计算模型 32
3.2.3 计算结果与讨论 33
3.2.4 圆筒结构入水过程影响参数分析 36
3.3 圆筒结构入水冲击过程实验研究 41
3.3.1 圆筒结构入水冲击过程实验原理 41
3.3.2 实验结果及分析 42
3.4 数值模拟与实验结果对比分析 54
第4章 穿甲弹对靶板结构的毁伤研究 57
4.1 引言 57
4.2 穿甲弹对靶板结构毁伤过程模拟 58
4.2.1 穿甲弹侵彻靶板的数值模型 58
4.2.2 穿甲弹侵彻靶板的计算模型 59
4.2.3 计算结果分析 59
4.2.4 数值模型验证分析 63
4.3 穿甲弹毁伤效果影响参数分析 65
4.3.1 弹体着靶速度对毁伤效果的影响 66
4.3.2 弹体着靶角度对毁伤效果的影响 69
4.3.3 弹体质量分布（长径比）对毁伤效果的影响 72
4.3.4 弹体头部形状对毁伤效果的影响 75
第5章 聚能射流作用下结构动响应特性研究 78
5.1 引言 78
5.2 聚能装药对结构的毁伤效应模拟 79
5.2.1 聚能装药对靶板毁伤效应数值模型 79
5.2.2 聚能装药对靶板毁伤效应计算模型 80
5.2.3 聚能效应对靶板结构毁伤过程 80
5.3 聚能装药聚能效应影响参数分析 86
5.3.1 装药长度对聚能效应的影响 86
5.3.2 金属罩锥角对聚能效应的影响 88
5.3.3 炸高对聚能效应的影响 89
5.4 不同装药形式的炸药对船体甲板毁伤效应对比 90
5.5 反应式装甲防护特性研究 91
5.5.1 反应式装甲计算模型 91
5.5.2 计算结果 92
5.5.3 反应式装甲防护效果影响参数分析 95
第6章 爆炸螺栓分离冲击特性研究 99
6.1 引言 99
6.2 爆炸螺栓解锁分离过程模拟 100
6.2.1 爆炸螺栓解锁分离过程数值模型 100
6.2.2 爆炸螺栓基本结构及计算模型简化 101
6.3 计算结果分析 102
6.3.1 爆炸螺栓解锁分离过程工作原理 102
6.3.2 爆炸螺栓解锁分离过程载荷特性分析 105
6.4 数值模型验证 108
第7章 三维复杂结构在爆炸冲击作用下的响应特性研究 110
7.1 引言 110
7.2 三维SPH-FEM耦合算法 111
7.3 复合链表搜索方式 114
7.4 复杂结构爆炸冲击计算模型 116
7.4.1 爆炸螺栓三维SPH模型 116
7.4.2 复杂连接结构有限元模型 116
7.5 计算结果分析 117
7.5.1 爆炸螺栓爆炸冲击特性分析 117
7.5.2 三维复杂结构在爆炸螺栓冲击激励作用下的响应分析 119
参考文献 127
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