Keywords:金屬射流、SPH

Tools: LS-PrePost , LS-DYNA SMP

采用SPH方法模擬聚能射流成型過程。建立 由 SPH  粒子構成的計算模型時，要求 SPH  粒子的質量及坐標分布滿足下列條件：（1）模型中SPH粒子的排列盡可能規則和均勻；（2）模型中SPH粒子的質量要盡可能一致。圖（a）中粒子分布不均勻，粒子間距變化較大，粒子所具有的質量也具有較大差異，容易導致計算的不穩定。而圖（b）中粒子分布均勻，每個粒子所具有的質量和占據的空間基本一致，因此更適合計算。

在建立包括炸藥、藥型罩等結構的聚能裝藥模型時，需要采用均勻分布的 SPH 粒子對模型進行離散，并保證粒子間距基本一致。在模型幾何尺寸相差較大的情況下，通常難以保證模型精細離散與粒子數量控制的平衡。在這種情況下，需要對各個結構分別進行離散，優先保證同一結構內部的 SPH 粒子空間分布均勻和質量相對一致，對于不同結構間粒子間距的控制可以降低要求。

構建SPH粒 子模型的兩種方法：（1）采用網格-無網格轉換的方法建立聚能裝藥的 SPH 粒子計算模型。該方法是將有限元網格單元轉換為 SPH 粒子，新生成的 SPH 粒子坐標位于原有網格單元的質心，粒子的質量與網格單元的質量相同，其占據的體積為原有網格單元的體積。（2）先分別建立炸藥和藥型罩的空心外殼，然后在其中填充等間距的SPH粒子。本文采用第二種方法構建有限元模型。

有限元模型

均勻排布的炸藥和藥型罩粒子

開展三種工況模擬，通過修改相關參數，不斷優化SPH聚能射流的成型形態。

（1）FORM=1

射流出現斷裂、粒子飛散

（2）FORM=0

射流成型較好，沒有粒子飛散，但頭部粒子較分散

射流速度分布

（3）FORM=0，考慮人工粘性

射流 成型良好 ，頭部粒子未分散

射流速度分布

射流成型過程

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