abaqus仿真爆炸的案例
基于Abaqus的水下爆炸仿真
<p><br></p><p><strong>作者：許鈺鍬 林麗</strong></p><p><strong>來源公眾號(hào)：水木人CAE</strong></p><p><strong>水下爆炸問題介紹</strong></p><p><br></p><p><strong>水下爆炸</strong>指的是在水中很小的區(qū)域有大量的能量（爆炸源）突然釋放的過程，從而對(duì)周圍的物體產(chǎn)生巨大的毀傷。水下爆炸大致可以分為四個(gè)主要過程：</p><ol><li>炸藥的爆轟，</li><li>沖擊波的形成和傳播，</li><li>氣泡的脈動(dòng)和上浮，</li><li>以及沖擊波在與自由水面和結(jié)構(gòu)的相互作用下產(chǎn)生的空化，由此對(duì)結(jié)構(gòu)造成的二次加載。</li></ol><p>簡(jiǎn)而言之，水下爆炸主要是通過直接接觸的爆轟，以及后續(xù)產(chǎn)生的三種主要非接觸的爆炸載荷沖擊波、氣泡和空化對(duì)周圍物體造成的毀傷。</p><p><br></p><p>水下爆炸往往會(huì)引起非常嚴(yán)重的后果，因此，對(duì)比試驗(yàn)，數(shù)值仿真是非常安全高效的研究方法。</p><p><br></p><p>Abaqus中提供了兩種計(jì)算水下爆炸問題的方法：“散波”法和“總波”法。“總波”法爆炸點(diǎn)須位于水域模型的外部，且它可以考慮到空化效應(yīng)的影響，所以總波法比較適合模擬中遠(yuǎn)場(chǎng)爆炸。在近場(chǎng)爆炸中，由于爆炸時(shí)間短，氣泡脈動(dòng)和空化產(chǎn)生的加載可以忽略，主要是考察沖擊波造成的結(jié)構(gòu)毀傷效應(yīng)，所以可以采用“散波”法進(jìn)行模擬。</p><p><br></p><p> </p><p><strong>有限元模型建立</strong></p><p>本文使用SolidWorks創(chuàng)建一艘簡(jiǎn)易的交通艇3D模型，并且創(chuàng)建半徑近似船半寬6倍的水域模型，以此模型分別采用“散波”法和“總波”法模擬炸藥在不同爆距下，交通艇毀傷情況。
展開 Abaqus管道爆炸仿真案例講解
Abaqus管道爆炸仿真案例講解
ABAQUS：水下爆炸(UNDEX)仿真案例講解
[圖片]
炸彈爆炸躲到哪里更合適？爆炸仿真告訴你！ ￥55
炸彈爆炸躲到哪里更合適？
作者：大龍貓 fwz0703@163.com
爆炸在很多情況下會(huì)發(fā)生，比如戰(zhàn)爭(zhēng)，比如開山修路，比如煙花爆竹，甚至手機(jī)爆炸，我們不希望爆炸爆炸傷害身體，那么當(dāng)發(fā)生爆炸時(shí)候，我們躲在哪里合適呢？本次以一個(gè)簡(jiǎn)單仿真為例來說明爆炸基本過程。
如圖所示，當(dāng)爆炸發(fā)生在中間位置，那么圖中的A、B、C、D四個(gè)位置哪里躲避，位置最好？下面具體來看一下.
1.建立模型
仿真的方法采用workbench中集成的ls-dyna來模擬，具體模型及參數(shù)都為假定狀態(tài)。計(jì)算空間為5mx10mx2m，底面中間建立TNT炸藥模型，其他位置有大型的阻擋塊，高度為2m，模型如圖所示，模型中阻擋塊為空白方式，簡(jiǎn)化網(wǎng)格數(shù)量
2.材料設(shè)置
計(jì)算中采用workbench中的設(shè)置的材料模型，空氣和炸藥的的材料設(shè)置如圖所示
3.網(wǎng)格設(shè)置
網(wǎng)格都采用六面體網(wǎng)格劃分，這樣的計(jì)算會(huì)更快一些，結(jié)果如圖所示
4.邊界條件設(shè)置
設(shè)置求解時(shí)間為1.5s時(shí)間，如圖所示，設(shè)置求解域的周圍和上頂面為無反射條件方式的邊界，設(shè)置起爆點(diǎn)為炸藥的中間點(diǎn)位置，如圖所示，設(shè)置section為單點(diǎn)ALE方式來計(jì)算.
5.結(jié)果分析
5.1躲避位置的選擇
當(dāng)發(fā)生爆炸后，當(dāng)然是距離越遠(yuǎn)越好，但是沒有選擇的時(shí)候，選擇哪里好呢？當(dāng)然是就近選擇掩體的后面.觀察不同時(shí)刻的壓力云圖可以看到0.25S的時(shí)候A和C位置其最先達(dá)到最大壓力，到0.5s的時(shí)候，B和D位置達(dá)到最大壓力，那么選擇哪里位置較好呢？
如果A和C的位置怎么選擇？
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詳解LS-DYNA爆炸仿真計(jì)算的模型與算法
式 (0.10)為 LS-DYNA、AUTODYN、CTH、MESA 等爆炸動(dòng)力學(xué)計(jì)算軟件中所普遍采用 JWL 方程形式。該形式只要求輸入五個(gè)參數(shù)值和初始能量密度，結(jié)合炸藥高能燃燒模型要求輸入的炸藥密度、爆速 D 和 CJ 爆壓，可以得到爆炸時(shí)刻的等，然后通過增加相對(duì)體積微量，根據(jù)式 (0.10) 和原先的值，計(jì)算得到新的值，新的值調(diào)整為，如此反復(fù)一直計(jì)算。
炸藥 JWL 方程參數(shù)的確定需要通過圓筒試驗(yàn)和二維流體彈塑性數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法確定：先進(jìn)行圓筒試驗(yàn)，將待測(cè)炸藥裝入紫銅管，一端起爆，用高速攝像儀記錄下銅管外徑的運(yùn)動(dòng)軌跡；設(shè)定一組值，根據(jù)式(2.11)、(2.12)和(2.13)求得A 、B 、C ，利用假設(shè)的JWL 方程通過二維流體彈塑性程序數(shù)值模擬炸藥驅(qū)動(dòng)圓管的外徑膨脹軌跡，如果數(shù)值計(jì)算結(jié)果與和試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)誤差小于1%，則假設(shè)參數(shù)即為真實(shí)JWL 方程參數(shù)，如果不滿足相對(duì)誤差要求，則繼續(xù)調(diào)整系數(shù)，直到和試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)誤差小于1%為止。
式中為炸藥等容爆熱，為炸藥CJ 狀態(tài)時(shí)的比容，
文章來源：CAE仿真之家
展開 KFX/EXSIM火災(zāi)爆炸CFD模擬仿真軟件
EXSIM
為預(yù)測(cè)阻塞空間發(fā)生爆炸的后果，DNV GL KFXTM 開發(fā)了經(jīng)過廣泛驗(yàn)證的蒸氣云爆炸仿真工具-EXSIM。
廣泛驗(yàn)證和應(yīng)用
在過去20年中，殼牌公司一直使用EXSIM軟件，對(duì)復(fù)雜的阻塞空間進(jìn)行爆炸仿真模擬。EXSIM已成功通過了大量、不同規(guī)模的爆炸試驗(yàn)（包括大比例測(cè)試及盲測(cè)）的驗(yàn)證。自1989年以來EXSIM一直開發(fā)用于爆炸研究和工業(yè)分析。
應(yīng)用領(lǐng)域
海上及陸上油氣設(shè)施
量化三維結(jié)構(gòu)物在發(fā)生爆炸情形下隨時(shí)間的響應(yīng)（KFX?-USFOS）
優(yōu)化布局，降低爆炸影響
量化作用于安全場(chǎng)所（比如臨時(shí)避難所、救生船、生活區(qū)等）的沖擊波載荷
爆炸可能性分析
對(duì)緩釋措施的ALARP（最低合理可行）以及成本-效益分析
事故調(diào)查
三維仿真技術(shù)
KFX? 一套用于解決有害物質(zhì)擴(kuò)散、火災(zāi)和爆炸相關(guān)問題的先進(jìn)解決方案
基于相同化學(xué)反應(yīng)模型（EDC）的火災(zāi)及爆炸建模功能
具備強(qiáng)大的CAD導(dǎo)入及編輯功能，用于高效處理復(fù)雜幾何模型
高效預(yù)測(cè)蒸氣云團(tuán)
批處理大量仿真模擬，比如爆炸風(fēng)險(xiǎn)分析
具備全面后處理功能，比如對(duì)CAD幾何體內(nèi)部進(jìn)行視頻演示、各種可視化處理等。
展開 詳解LS-DYNA爆炸仿真計(jì)算的模型與算法
式 (0.10)為 LS-DYNA、AUTODYN、CTH、MESA 等爆炸動(dòng)力學(xué)計(jì)算軟件中所普遍采用 JWL 方程形式。該形式只要求輸入五個(gè)參數(shù)值和初始能量密度，結(jié)合炸藥高能燃燒模型要求輸入的炸藥密度、爆速 D 和 CJ 爆壓，可以得到爆炸時(shí)刻的等，然后通過增加相對(duì)體積微量，根據(jù)式 (0.10) 和原先的值，計(jì)算得到新的值，新的值調(diào)整為，如此反復(fù)一直計(jì)算。
炸藥 JWL 方程參數(shù)的確定需要通過圓筒試驗(yàn)和二維流體彈塑性數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法確定：先進(jìn)行圓筒試驗(yàn)，將待測(cè)炸藥裝入紫銅管，一端起爆，用高速攝像儀記錄下銅管外徑的運(yùn)動(dòng)軌跡；設(shè)定一組值，根據(jù)式(2.11)、(2.12)和(2.13)求得A 、B 、C ，利用假設(shè)的JWL 方程通過二維流體彈塑性程序數(shù)值模擬炸藥驅(qū)動(dòng)圓管的外徑膨脹軌跡，如果數(shù)值計(jì)算結(jié)果與和試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)誤差小于1%，則假設(shè)參數(shù)即為真實(shí)JWL 方程參數(shù)，如果不滿足相對(duì)誤差要求，則繼續(xù)調(diào)整系數(shù)，直到和試驗(yàn)結(jié)果相對(duì)誤差小于1%為止。
式中為炸藥等容爆熱，為炸藥CJ 狀態(tài)時(shí)的比容，
文章來源：CAE仿真學(xué)社
展開 爆炸沖擊波致肺損傷仿真模擬
<p><img src="https://img.jishulink.com/202311/imgs/a7af80353c6b498fae43addbf7b7138b.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202311/imgs/7d224b28249c4cb992d7b9114e9885c0.png"></p>
展開 流固耦合水下爆炸仿真
流固耦合水下爆炸仿真
Lsdyna爆炸仿真模擬
爆炸
觸地爆炸仿真模型 ￥5
觸地爆炸，1/4模型
密閉結(jié)構(gòu)內(nèi)部爆炸仿真
密閉結(jié)構(gòu)內(nèi)部爆炸仿真
編輯
鋼筋混凝土爆炸破壞仿真
鋼筋混凝土爆炸破壞仿真
【Abaqus爆炸】 SPH方法分析彈頭侵徹爆破 ￥69
</span></h2><p>前段時(shí)間分享了用Abaqus CEL方法分析侵徹爆破問題，詳情見：</p><p><br></p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-link" data-title="【Abaqus爆炸】 CEL方法分析彈頭侵徹爆破" data-link="https://www.yqgqt.org.cn/post/1790179" data-regular="true">
<a href="https://www.yqgqt.org.cn/post/1790179" target="_blank">
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<span class="link-title">【Abaqus爆炸】 CEL方法分析彈頭侵徹爆破</span>
<div class="link-url">
https://www.yqgqt.org.cn/post/1790179
</div>
</div></a>
</figure>
</div><p>然而有人反饋說歐拉區(qū)域填充比較麻煩，而且網(wǎng)格尺寸非常影響材料填充精度。另外，對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，仍要求網(wǎng)格是六面體網(wǎng)格；也不支持質(zhì)量縮放（歐拉單元），這可能是CEL方法的不足。實(shí)際上上述侵徹爆破問題可以用SPH方法進(jìn)行分析，而且SPH方法可以跟普通的拉格朗日單元分析類似進(jìn)行操作，下面展示SPH方法的使用及注意事項(xiàng)。
展開 模型分享011——水下爆炸沖擊仿真 ￥29.9
在接觸模塊中，如果模型中還需要分析爆炸沖擊波對(duì)艦船、船塢以及其他結(jié)構(gòu)體造成的損傷，還需要設(shè)置通用接觸，通用接觸（CEL分析只能用通用接觸）中摩擦屬性分別為法向硬接觸（Hard Contact）和切向的罰摩擦。
在載荷模塊中，首先設(shè)置的是模型整體的重力場(chǎng)，然后是對(duì)歐拉體的四個(gè)側(cè)面進(jìn)行單方向的位移約束，以及底面的完全約束，防止模型中的水體流出邊界。最后是對(duì)整個(gè)歐拉體的材料屬性進(jìn)行分配，此步驟是完成仿真的關(guān)鍵。通過預(yù)定義場(chǎng)中的材料分配功能，如下圖中所示，分別對(duì)歐拉體的材料進(jìn)行分配，圖中左側(cè)的1表示歐拉體所賦予的材料屬性。
建模過程中，最后是對(duì)歐拉體的網(wǎng)格進(jìn)行劃分，網(wǎng)格尺寸根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置，如果計(jì)算機(jī)性能較好可以適當(dāng)?shù)脑黾泳W(wǎng)格數(shù)量。
最后對(duì)仿真模型進(jìn)行計(jì)算，如下圖所示為計(jì)算后的仿真結(jié)果，通過模型的后處理功能，可以得到不同角度、不同視圖和不同物理場(chǎng)的仿真可視化結(jié)果。
水下爆炸點(diǎn)、爆炸氣泡、空氣域和水域圖
爆炸氣泡、蘑菇云和空氣場(chǎng)應(yīng)力圖（主視圖）
爆炸氣泡、蘑菇云和空氣場(chǎng)應(yīng)力圖（斜視圖）
水面應(yīng)力波、波浪和水域應(yīng)力圖（主視圖）
水面應(yīng)力波、波浪和水域應(yīng)力圖（斜視圖）
通過添加微信或者QQ可獲得操作視頻
WeChat & QQ：1489785835
仿真軟件ABAQUS 6.14-1
付費(fèi)描述
水下爆炸沖擊仿真的仿真CAE文件
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