爆轟的案例
LS-DYNA中的點(diǎn)火增長(zhǎng)模型應(yīng)用（1）：二維ALE算法的B炸藥沖擊起爆過(guò)程仿真 ￥48
LS-DYNA中的點(diǎn)火增長(zhǎng)模型應(yīng)用（1）：二維ALE算法的B炸藥沖擊起爆過(guò)程仿真
關(guān)鍵詞：沖擊起爆過(guò)程；點(diǎn)火增長(zhǎng)模型；2D多物質(zhì)ALE算法；穩(wěn)定爆轟；B炸藥
LS-DYNA中的點(diǎn)火增長(zhǎng)模型采用狀態(tài)方程*EOS IGNITION AND GROWTH OF REACTION IN HE進(jìn)行設(shè)置，可用于模擬固體推進(jìn)劑及其他高能炸藥的沖擊點(diǎn)火和燃爆過(guò)程。該模型能夠根據(jù)溫度和壓力的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整反應(yīng)速率，從而影響爆炸（燃燒）前沿的傳播速度，產(chǎn)生熄爆或爆轟效果，已被廣泛應(yīng)用于爆炸和沖擊分析、火箭和導(dǎo)彈的推進(jìn)劑安定性研究、建筑和交通工具的火災(zāi)安全評(píng)估以及新型材料的燃燒特性測(cè)試等領(lǐng)域。
由于炸藥起爆過(guò)程中涉及到網(wǎng)格的大變形，采用Lagrange算法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，易出現(xiàn)小網(wǎng)格步長(zhǎng)銳減、負(fù)體積計(jì)算終止等問(wèn)題，相比之下，ALE算法具有顯著優(yōu)勢(shì)。本文采用二維多物質(zhì)ALE算法對(duì)B炸藥的沖擊起爆過(guò)程進(jìn)行仿真計(jì)算，沖擊物為12.7mm的黃銅彈丸，彈丸與B炸藥間設(shè)置1mm厚的1006號(hào)鋼板，彈丸速度設(shè)置為1200m/s和1240m/s，計(jì)算結(jié)果如下：
起爆結(jié)果：1200m/s沖擊速度下，炸藥起爆后未能爆轟，爆炸傳播一段距離后熄爆，在距沖擊位置6mm處產(chǎn)生最大超壓峰值19GPa；1240m/s沖擊速度下，炸藥起爆成功，產(chǎn)生穩(wěn)定爆轟，爆轟波峰值壓力約30GPa，與29.5GPa的C-J爆轟壓力相近，壓力曲線(xiàn)如圖1。
圖1 不同沖擊速度下B炸藥軸線(xiàn)各處的壓力時(shí)程曲線(xiàn)
反應(yīng)度及溫度對(duì)比：起爆成功產(chǎn)生穩(wěn)定爆轟的壓力、溫度明顯高于未起爆成功工況。成功起爆的炸藥反應(yīng)度達(dá)到1，未起爆成功反應(yīng)度僅在沖擊位置附近小范圍達(dá)到1，較遠(yuǎn)范圍反應(yīng)度逐漸降低，云圖對(duì)比如圖2。
展開(kāi) 炸藥爆轟產(chǎn)物JWL狀態(tài)方程
關(guān)于炸藥爆轟產(chǎn)物狀態(tài)方程，很多文獻(xiàn)都有給出，但不同文獻(xiàn)之間存在明顯區(qū)別，尤其是關(guān)于內(nèi)能密度和相對(duì)體積，有的采用初始內(nèi)能密度，有的采用內(nèi)能密度，有的采用初始相對(duì)體積，有的采用相對(duì)體積，莫衷一是。
在此拋磚引玉，請(qǐng)各位發(fā)表高見(jiàn)！
計(jì)算爆炸力學(xué)的發(fā)展史！
1846年硝化甘油發(fā)明后，瑞典化學(xué)家諾貝爾制成幾種安全混合炸藥，并在
1865年發(fā)明雷管引爆猛炸藥，實(shí)現(xiàn)了威力巨大的高速爆轟，從此開(kāi)創(chuàng)了炸藥應(yīng)用的新時(shí)代，
并且促進(jìn)了沖擊波(即激波)和爆轟波的理論研究。 英國(guó)工程師蘭金和法國(guó)炮兵軍官許貢
紐研究了沖擊波的性質(zhì)，后者又完整地解決了沖擊載荷下桿中彈性波傳播問(wèn)題。查普曼和儒
蓋各自獨(dú)立地創(chuàng)立了平穩(wěn)自持爆轟理論，后者還寫(xiě)出第一本爆炸力學(xué)著作《炸藥的力
學(xué)》。 第二次世界大戰(zhàn)期間，爆炸的力學(xué)效應(yīng)問(wèn)題由于戰(zhàn)事的需要引起許多著名科學(xué)家的
重視。泰勒研究了炸藥作用下彈殼的變形和飛散，并首先用不可壓縮流體模型，研究錐形罩
空心藥柱形成的金屬射流及其對(duì)裝甲的侵徹作用。泰勒、卡門(mén)、拉赫馬圖林各自獨(dú)立創(chuàng)建了
塑性波理論，發(fā)展了測(cè)定沖擊載荷下材料的力學(xué)性能的方法。澤利多維奇和諾伊曼研究了爆
轟波的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使爆轟理論得到巨大的進(jìn)展。朗道和斯坦紐科維奇等研究了爆轟產(chǎn)物的狀
態(tài)方程，并推進(jìn)了非定常氣體動(dòng)力學(xué)的發(fā)展。科克伍德等建立了水下爆炸波的傳播理論。原
子武器的研制大大促進(jìn)了凝聚態(tài)炸藥爆轟、固體中的激波和高壓狀態(tài)方程以及強(qiáng)爆炸理論的
研究。泰勒、諾伊曼和謝多夫各自建立了點(diǎn)源強(qiáng)爆炸的自模擬理論，以麥奎因?yàn)榇淼拿绹?guó)
科學(xué)家對(duì)固體材料在高壓下的物理力學(xué)性能作了系統(tǒng)的研究。經(jīng)過(guò)這一時(shí)期的工作，爆炸力
學(xué)作為一門(mén)具有自己特點(diǎn)的學(xué)科終于形成。戰(zhàn)后，核武器和常規(guī)武器的效應(yīng)及其防護(hù)措施的
研究繼續(xù)有所發(fā)展；在爆破工程中研究出多種新型的控制爆破技術(shù)；出現(xiàn)了利用爆炸進(jìn)行材
料成型、焊接、硬化、合成的爆炸加工技術(shù)。
展開(kāi) AUTODYN模擬破片隨機(jī)失效1-炸藥對(duì)破片的爆轟驅(qū)動(dòng)
1 炸藥對(duì)破片的爆轟驅(qū)動(dòng)
首先計(jì)算爆炸物在炸藥的作用下破片分布、質(zhì)量、初速等信息，利用非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)軟件AUTODYN進(jìn)行數(shù)值仿真。為減少計(jì)算時(shí)間，建立1/4模型，其中炸藥殼體厚度為20mm，為減小計(jì)算量，實(shí)際爆炸物高度1610mm，數(shù)值模擬中炸藥高度選取200mm，模型關(guān)于兩個(gè)對(duì)稱(chēng)面對(duì)稱(chēng)，故只需建立 1 /4 模型，均采用 Lagrange 算法，因?yàn)闅んw材料的破 碎、破片的形成過(guò)程是一個(gè)大變形的彈塑性流體動(dòng)力學(xué)過(guò)程，采用 Lagrange 算法雖然網(wǎng)格會(huì)發(fā)生較大的 扭曲變形，但該方法對(duì)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)的整體和局部的變化都有更清晰的描述，能真實(shí)的呈現(xiàn)殼體膨脹、裂紋產(chǎn)生、破片形成的整個(gè)過(guò)程，也能更清楚的顯示節(jié)點(diǎn)的速度、整體的動(dòng)能等物理量。起爆方式為炸藥中心起爆，觀(guān)測(cè)點(diǎn)和起爆點(diǎn)設(shè)置如圖1所示，其中破片設(shè)置Mott隨機(jī)失效，炸藥材料為T(mén)NT，破片材料為45號(hào)鋼。
圖1 有限元模型
圖2和圖3位計(jì)算結(jié)果，圖3為觀(guān)測(cè)點(diǎn)8~13的X軸方向的速度，在爆炸載荷作用下，速度逐漸增加并趨近于960m/s，破片質(zhì)量主要集中在50g以下，破片速度分布在750m/s和1000m/s附近，計(jì)算破片的平均速度為880m/s，一共產(chǎn)生370個(gè)破片。
圖2 破片計(jì)算結(jié)果
展開(kāi) 
運(yùn)用S-ALE（SALE）算法求解帶隔板的破甲戰(zhàn)斗部侵徹靶板（三維建模軟件+Hypermesh+Lspp） ￥100
傳統(tǒng)試驗(yàn)方法存在成本高、周期長(zhǎng)、難以捕捉瞬態(tài)侵徹細(xì)節(jié)的問(wèn)題，而數(shù)值仿真技術(shù)可精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)破甲戰(zhàn)斗部從爆轟驅(qū)動(dòng)、金屬射流形成到侵徹靶板的全流程，成為該領(lǐng)域的主流研究手段。帶隔板結(jié)構(gòu)是破甲戰(zhàn)斗部的關(guān)鍵設(shè)計(jì)，隔板的材質(zhì)、厚度、布置角度會(huì)直接改變爆轟波傳播路徑，進(jìn)而影響射流的成型質(zhì)量與侵徹能力，因此針對(duì)該結(jié)構(gòu)的侵徹仿真需兼顧爆轟動(dòng)力學(xué)、材料大變形、流固耦合等多物理場(chǎng)耦合問(wèn)題。
二 S-ALE算法與ALE算法相比的優(yōu)勢(shì)
（1）徹底解決流體滲漏，大幅提升物理保真度
（2） 計(jì)算效率顯著提升，耗時(shí)更短
（3）建模更清晰、易用，降低出錯(cuò)率
三 計(jì)算模型
破甲戰(zhàn)斗部裝藥直徑為φ40mm，裝藥高度60mm，藥型罩錐角為60°，壁厚為1mm，炸高為30mm，靶板直徑φ40mm，靶板厚度為50mm，隔板直徑為φ30mm，使用*ALE_STRUCTURED_MESH關(guān)鍵字生成S-ALE網(wǎng)格，使用*ALE_STRUCTURED_MESH_VOLUME_FILLING關(guān)鍵字進(jìn)行填充。
四 計(jì)算結(jié)果
炸藥起爆之后，爆轟波經(jīng)過(guò)隔板之后產(chǎn)生繞射，形成喇叭形爆轟波，然后壓垮藥型罩形成射流對(duì)靶板進(jìn)行侵徹。
五 附件
模型K文件，導(dǎo)入Hypermesh的STP文件以及一步一步進(jìn)行講解的視頻文件見(jiàn)付費(fèi)內(nèi)容，碼案例不易，感謝各位的支持，謝謝！
展開(kāi) 什么是阻火器呢？
2.燃燒工況：
在管道足夠長(zhǎng)且燃燒足夠快的條件下，火焰會(huì)依次經(jīng)歷爆燃、不穩(wěn)定爆轟、穩(wěn)定爆轟等幾個(gè)燃燒階段(圖3)。低壓爆燃階段，速度一般可達(dá)到112m/s，壓力為0.1MPa;中壓爆燃階段，速度一般可達(dá)到20Om/s，壓力為0.4MPa;高壓爆燃階段，速度一般可達(dá)到30Om/s，壓力為2MPa;爆轟階段，速度一般可達(dá)到1900m/s,壓力為3.5MPa;過(guò)度爆轟階段,速度一般可達(dá)到2300m/s,壓力為21MPa;穩(wěn)定爆轟階段,速度一般可達(dá)到1830m/s，壓力為35MPa。這是由于燃燒過(guò)程中產(chǎn)生“壓升”現(xiàn)象，當(dāng)點(diǎn)燃充滿(mǎn)可燃?xì)怏w的水平管道的一端時(shí)，火焰首先傳向管壁，然后迅速向還未引燃的氣體傳播，燃燒產(chǎn)生的熱量使得燃燒氣體迅速膨脹，氣體膨脹又導(dǎo)致可燃?xì)怏w前端被壓縮，因而產(chǎn)生“壓升”。火焰前端氣體被壓縮，密度增加，燃燒傳播速度加快，燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量增多，導(dǎo)致可燃?xì)怏w前端更劇烈地“壓升”。通常，如果阻火器距火源較遠(yuǎn)，那么火焰爆燃可能就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)?em>爆轟火焰前端壓力增加會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)的危險(xiǎn)系數(shù)大大增加，同時(shí)對(duì)阻火器的阻火和耐壓能力要求也更為嚴(yán)苛。若選用了錯(cuò)誤的阻火器，將會(huì)成為安全生產(chǎn)的重大隱患,因此，必須嚴(yán)格根據(jù)燃燒工況選擇阻爆燃型或阻爆轟型的阻火器。不過(guò)在實(shí)際工程應(yīng)用中,由于混合介質(zhì)較為復(fù)雜,管道情況和火焰點(diǎn)位置都難以確定,無(wú)法對(duì)不同條件下的阻火器選型作出明確的規(guī)定,通常需通過(guò)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和積累的工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行具體分析。
圖3 火焰燃燒過(guò)程示意
另外需要注意的是，由于管道中的彎頭對(duì)火焰?zhèn)鞑?huì)起加速作用，因此，在阻火器的選型過(guò)程中要充分考慮這一因素。當(dāng)彎頭數(shù)量超過(guò)1個(gè)時(shí),燃燒工況就變得較為復(fù)雜，需要模擬管線(xiàn)的真實(shí)情況，通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。
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爆轟加載
展開(kāi) 什么是阻火器呢？
2.燃燒工況：
在管道足夠長(zhǎng)且燃燒足夠快的條件下，火焰會(huì)依次經(jīng)歷爆燃、不穩(wěn)定爆轟、穩(wěn)定爆轟等幾個(gè)燃燒階段(圖3)。低壓爆燃階段，速度一般可達(dá)到112m/s，壓力為0.1MPa;中壓爆燃階段，速度一般可達(dá)到20Om/s，壓力為0.4MPa;高壓爆燃階段，速度一般可達(dá)到30Om/s，壓力為2MPa;爆轟階段，速度一般可達(dá)到1900m/s,壓力為3.5MPa;過(guò)度爆轟階段,速度一般可達(dá)到2300m/s,壓力為21MPa;穩(wěn)定爆轟階段,速度一般可達(dá)到1830m/s，壓力為35MPa。這是由于燃燒過(guò)程中產(chǎn)生“壓升”現(xiàn)象，當(dāng)點(diǎn)燃充滿(mǎn)可燃?xì)怏w的水平管道的一端時(shí)，火焰首先傳向管壁，然后迅速向還未引燃的氣體傳播，燃燒產(chǎn)生的熱量使得燃燒氣體迅速膨脹，氣體膨脹又導(dǎo)致可燃?xì)怏w前端被壓縮，因而產(chǎn)生“壓升”。火焰前端氣體被壓縮，密度增加，燃燒傳播速度加快，燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量增多，導(dǎo)致可燃?xì)怏w前端更劇烈地“壓升”。通常，如果阻火器距火源較遠(yuǎn)，那么火焰爆燃可能就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)?em>爆轟火焰前端壓力增加會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)的危險(xiǎn)系數(shù)大大增加，同時(shí)對(duì)阻火器的阻火和耐壓能力要求也更為嚴(yán)苛。若選用了錯(cuò)誤的阻火器，將會(huì)成為安全生產(chǎn)的重大隱患,因此，必須嚴(yán)格根據(jù)燃燒工況選擇阻爆燃型或阻爆轟型的阻火器。不過(guò)在實(shí)際工程應(yīng)用中,由于混合介質(zhì)較為復(fù)雜,管道情況和火焰點(diǎn)位置都難以確定,無(wú)法對(duì)不同條件下的阻火器選型作出明確的規(guī)定,通常需通過(guò)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和積累的工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行具體分析。
圖3 火焰燃燒過(guò)程示意
另外需要注意的是，由于管道中的彎頭對(duì)火焰?zhèn)鞑?huì)起加速作用，因此，在阻火器的選型過(guò)程中要充分考慮這一因素。當(dāng)彎頭數(shù)量超過(guò)1個(gè)時(shí),燃燒工況就變得較為復(fù)雜，需要模擬管線(xiàn)的真實(shí)情況，通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。若無(wú)試驗(yàn)條件，為安全起見(jiàn)，一般要求選用爆轟型阻火器。
展開(kāi) 阻火器的原理、分類(lèi)及選型
2.燃燒工況：在管道足夠長(zhǎng)且燃燒足夠快的條件下，火焰會(huì)依次經(jīng)歷爆燃、不穩(wěn)定爆轟、穩(wěn)定爆轟等幾個(gè)燃燒階段(圖3)。低壓爆燃階段，速度一般可達(dá)到112m/s，壓力為0.1MPa;中壓爆燃階段，速度一般可達(dá)到20Om/s，壓力為0.4MPa;高壓爆燃階段，速度一般可達(dá)到30Om/s，壓力為2MPa;爆轟階段，速度一般可達(dá)到1900m/s,壓力為3.5MPa;過(guò)度爆轟階段,速度一般可達(dá)到2300m/s,壓力為21MPa;穩(wěn)定爆轟階段,速度一般可達(dá)到1830m/s，壓力為35MPa。這是由于燃燒過(guò)程中產(chǎn)生“壓升”現(xiàn)象，當(dāng)點(diǎn)燃充滿(mǎn)可燃?xì)怏w的水平管道的一端時(shí)，火焰首先傳向管壁，然后迅速向還未引燃的氣體傳播，燃燒產(chǎn)生的熱量使得燃燒氣體迅速膨脹，氣體膨脹又導(dǎo)致可燃?xì)怏w前端被壓縮，因而產(chǎn)生“壓升”。火焰前端氣體被壓縮，密度增加，燃燒傳播速度加快，燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量增多，導(dǎo)致可燃?xì)怏w前端更劇烈地“壓升”。通常，如果阻火器距火源較遠(yuǎn)，那么火焰爆燃可能就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)?em>爆轟火焰前端壓力增加會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)的危險(xiǎn)系數(shù)大大增加，同時(shí)對(duì)阻火器的阻火和耐壓能力要求也更為嚴(yán)苛。若選用了錯(cuò)誤的阻火器，將會(huì)成為安全生產(chǎn)的重大隱患,因此，必須嚴(yán)格根據(jù)燃燒工況選擇阻爆燃型或阻爆轟型的阻火器。不過(guò)在實(shí)際工程應(yīng)用中,由于混合介質(zhì)較為復(fù)雜,管道情況和火焰點(diǎn)位置都難以確定,無(wú)法對(duì)不同條件下的阻火器選型作出明確的規(guī)定,通常需通過(guò)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)和積累的工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行具體分析。
圖3 火焰燃燒過(guò)程示意
另外需要注意的是，由于管道中的彎頭對(duì)火焰?zhèn)鞑?huì)起加速作用，因此，在阻火器的選型過(guò)程中要充分考慮這一因素。當(dāng)彎頭數(shù)量超過(guò)1個(gè)時(shí),燃燒工況就變得較為復(fù)雜，需要模擬管線(xiàn)的真實(shí)情況，通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。若無(wú)試驗(yàn)條件，為安全起見(jiàn)，一般要求選用爆轟型阻火器。
展開(kāi) LS-DYNA中的點(diǎn)火增長(zhǎng)模型應(yīng)用（3）：3D SPH算法的PBX9501炸藥沖擊起爆過(guò)程仿真 ￥86.66
該模型能夠根據(jù)溫度和壓力的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整反應(yīng)速率，從而影響爆炸（燃燒）前沿的傳播速度，產(chǎn)生熄爆或爆轟效果，已被廣泛應(yīng)用于爆炸和沖擊分析、火箭和導(dǎo)彈的推進(jìn)劑安定性研究、建筑和交通工具的火災(zāi)安全評(píng)估以及新型材料的燃燒特性測(cè)試等領(lǐng)域。</p><p class="ql-align-justify"> 由于炸藥起爆過(guò)程中涉及到網(wǎng)格的大變形，采用Lagrange算法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，易出現(xiàn)小網(wǎng)格步長(zhǎng)銳減、負(fù)體積計(jì)算終止等問(wèn)題。<strong>光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)SPH算法（Smooth Particle Hydrodynamics）是一種無(wú)網(wǎng)格拉格朗日方法，其在跟蹤運(yùn)動(dòng)界面、處理大變形方面具有顯著優(yōu)勢(shì)</strong>，已被廣泛用于解決傳統(tǒng)有限元法（FEM）和有限體積法（FVM）難以解決的涉及爆炸、沖擊波傳播和流體流動(dòng)的相關(guān)問(wèn)題。</p><p class="ql-align-justify"> 本文采用<strong>三維SPH算法</strong>對(duì)<strong>PBX9501炸藥的沖擊起爆過(guò)程</strong>進(jìn)行仿真計(jì)算，炸藥為直徑8mm，高度20mm的柱狀炸藥，設(shè)置以850m/s的沖擊速度進(jìn)行平板撞擊，計(jì)算過(guò)程中設(shè)置<strong>*DATABASE_TRACER</strong>關(guān)鍵字進(jìn)行壓力的存儲(chǔ)記錄。</p><ul><li class="ql-align-justify">計(jì)算結(jié)果：① 850m/s沖擊速度下，PBX9501炸藥棒于10mm處產(chǎn)生穩(wěn)定爆轟，炸藥起爆成功；②10mm距離之前，爆炸壓力隨距離逐漸增大，炸藥反應(yīng)不完全，<strong>10mm之后爆轟壓力大致相同，為45GPa左右，炸藥反應(yīng)度達(dá)到1，反應(yīng)完全。
展開(kāi) AUTODYN戰(zhàn)斗部殼體破碎數(shù)值模擬 ￥60
在引信作用下，內(nèi)部裝藥發(fā)生爆轟作用，生成的高溫高壓氣體向外迅速膨脹，使殼體破裂，產(chǎn)生高速破片，周?chē)諝庠?em>爆轟產(chǎn)物的推動(dòng)作用下產(chǎn)生空氣沖擊波，最終通過(guò)空氣沖擊波和破片殺傷目標(biāo)。另外，爆炸產(chǎn)生的爆轟產(chǎn)物也可在近距離內(nèi)對(duì)目標(biāo)產(chǎn)生強(qiáng)烈破壞。
2、殼體破碎模擬
軟件：AUTODYN
方法：SPH
基于LSDYNA巖石爆破模擬建模分析
炸藥材料參數(shù)
炸藥材料模型采用*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN,采用JWL狀態(tài)方程進(jìn)行爆轟壓力計(jì)算：
式中：P—爆轟壓力；E—炸藥爆轟產(chǎn)物的內(nèi)能；V—爆轟產(chǎn)物的相對(duì)體積；A，B，R1，R2，ω—所選炸藥的性質(zhì)常數(shù)。
選取的炸藥材料及狀態(tài)方程參數(shù)如下表所示。
表3炸藥材料及狀態(tài)方程參數(shù)
密度
/g·cm-3
爆速/cm·us-1
爆壓/GPa
A
/GPa
B
/GPa
R1
R2
ω
E
/GPa
1.26
0.55
3.43
321.9
0.182
4.2
0.8
0.15
3.51
3. 模型建立
通過(guò)hm建立有限元網(wǎng)格模型，總體網(wǎng)格模型如下圖所示，主要包含四部分：空氣，炸藥，堵塞，巖石，其中前兩者采用ALE多物質(zhì)單元，巖石和堵塞為lag網(wǎng)格。巖石與堵塞定義為面面接觸。
有限元網(wǎng)格模型如下圖所示：
模型總體示意圖
有限元俯視網(wǎng)格模型
采用反向耦合裝藥，建模模型為1/2模型，除頂部自由面外的其他三個(gè)面施加無(wú)反射邊界條件，采用關(guān)鍵字*BOUNDARY_NON_REFLCTION，所有模擬數(shù)值單位均采用：cm-g-us，此單位制下，力的單位是N，應(yīng)力單位為Mbar(即Mpa)。
2. 結(jié)果分析
不同時(shí)刻巖層應(yīng)力等效應(yīng)力云圖：
最后巖石形成的裂隙圖如下：
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普通的一階Euler方法主要用于解決流固耦合、氣固耦合問(wèn)題；而高階多物質(zhì)Euler-Godunov求解器主要用于模擬爆轟波的形成、傳播以及對(duì)結(jié)構(gòu)的沖擊響應(yīng)等，還可以模擬氣泡的膨脹、壓縮和射流的形成以及空泡水錘效應(yīng)、淺水效應(yīng)等；高階單物質(zhì)Euler-FCT求解器主要用來(lái)進(jìn)行計(jì)算爆轟波的傳播，在計(jì)算效率上，由于不考慮物質(zhì)的輸送所以要比Euler-Godunov快。
由于A(yíng)NSYS AUTODYN采用比普通一階Euler更精確的高階Euler求解技術(shù)，所以在水下爆炸模擬中能更接近試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果如圖1、2所示：
圖1 用Euler-Godunov求解器模擬水下爆炸沖擊波傳播及圓筒結(jié)構(gòu)響應(yīng)
圖2 試驗(yàn)值與數(shù)值計(jì)算結(jié)果比較
計(jì)算結(jié)果映射（Remap）技術(shù)
傳統(tǒng)的某些顯式有限元軟件雖然能夠模擬爆炸沖擊波與結(jié)構(gòu)的相互作用，然而計(jì)算資源大量消耗在流體單元中，因此只能進(jìn)行近場(chǎng)爆炸局部結(jié)構(gòu)的破壞，對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)爆炸以及整船的爆炸動(dòng)響應(yīng)計(jì)算非常困難，難以在工程中應(yīng)用。
ANSYS AUTODYN提供的Remap技術(shù)，可以把三維計(jì)算問(wèn)題的某初始時(shí)間段在一維中模擬，然后把一維結(jié)果映射到三維數(shù)模中再繼續(xù)求解。
ANSYS AUTODYN的 Remap技術(shù)在水下爆炸中應(yīng)用的具體思路是：由于炸藥爆炸后形成的沖擊波在自由場(chǎng)中的傳播是球?qū)ΨQ(chēng)的（當(dāng)沖擊波到達(dá)自由表面、底部或遇到結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)形成反射區(qū)，此時(shí)，沖擊波的波陣面不再球面對(duì)稱(chēng)），因此，炸藥的起爆以及沖擊波在自由場(chǎng)中的傳播可以在一維場(chǎng)中計(jì)算，當(dāng)沖擊波將到達(dá)結(jié)構(gòu)或界面時(shí)，再把一維的計(jì)算結(jié)果映射到三維模型中繼續(xù)計(jì)算，因此，避免計(jì)算資料過(guò)多地消耗在流體單元上，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)爆炸及整船動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算。
展開(kāi) ANSYS AUTODYN在水下爆炸模擬中的應(yīng)用
普通的一階Euler方法主要用于解決流固耦合、氣固耦合問(wèn)題；而高階多物質(zhì)Euler-Godunov求解器主要用于模擬爆轟波的形成、傳播以及對(duì)結(jié)構(gòu)的沖擊響應(yīng)等，還可以模擬氣泡的膨脹、壓縮和射流的形成以及空泡水錘效應(yīng)、淺水效應(yīng)等；高階單物質(zhì)Euler-FCT求解器主要用來(lái)進(jìn)行計(jì)算爆轟波的傳播，在計(jì)算效率上，由于不考慮物質(zhì)的輸送所以要比Euler-Godunov快。
由于A(yíng)NSYS AUTODYN采用比普通一階Euler更精確的高階Euler求解技術(shù)，所以在水下爆炸模擬中能更接近試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果如圖1、2所示：
圖1 用Euler-Godunov求解器模擬水下爆炸沖擊波傳播及圓筒結(jié)構(gòu)響應(yīng)
圖2 試驗(yàn)值與數(shù)值計(jì)算結(jié)果比較
計(jì)算結(jié)果映射（Remap）技術(shù)
傳統(tǒng)的某些顯式有限元軟件雖然能夠模擬爆炸沖擊波與結(jié)構(gòu)的相互作用，然而計(jì)算資源大量消耗在流體單元中，因此只能進(jìn)行近場(chǎng)爆炸局部結(jié)構(gòu)的破壞，對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)爆炸以及整船的爆炸動(dòng)響應(yīng)計(jì)算非常困難，難以在工程中應(yīng)用。
ANSYS AUTODYN提供的Remap技術(shù)，可以把三維計(jì)算問(wèn)題的某初始時(shí)間段在一維中模擬，然后把一維結(jié)果映射到三維數(shù)模中再繼續(xù)求解。
ANSYS AUTODYN的 Remap技術(shù)在水下爆炸中應(yīng)用的具體思路是：由于炸藥爆炸后形成的沖擊波在自由場(chǎng)中的傳播是球?qū)ΨQ(chēng)的（當(dāng)沖擊波到達(dá)自由表面、底部或遇到結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)形成反射區(qū)，此時(shí)，沖擊波的波陣面不再球面對(duì)稱(chēng)），因此，炸藥的起爆以及沖擊波在自由場(chǎng)中的傳播可以在一維場(chǎng)中計(jì)算，當(dāng)沖擊波將到達(dá)結(jié)構(gòu)或界面時(shí)，再把一維的計(jì)算結(jié)果映射到三維模型中繼續(xù)計(jì)算，因此，避免計(jì)算資料過(guò)多地消耗在流體單元上，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)爆炸及整船動(dòng)態(tài)響應(yīng)計(jì)算。
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普通的一階Euler方法主要用于解決流固耦合、氣固耦合問(wèn)題；而高階多物質(zhì)Euler-Godunov求解器主要用于模擬爆轟波的形成、傳播以及對(duì)結(jié)構(gòu)的沖擊響應(yīng)等，還可以模擬氣泡的膨脹、壓縮和射流的形成以及空泡水錘效應(yīng)、淺水效應(yīng)等；高階單物質(zhì)Euler-FCT求解器主要用來(lái)進(jìn)行計(jì)算爆轟波的傳播，在計(jì)算效率上，由于不考慮物質(zhì)的輸送所以要比Euler-Godunov快。
由于A(yíng)NSYS AUTODYN采用比普通一階Euler更精確的高階Euler求解技術(shù)，所以在水下爆炸模擬中能更接近試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果如圖1、2所示：
圖1 用Euler-Godunov求解器模擬水下爆炸沖擊波傳播及圓筒結(jié)構(gòu)響應(yīng)
圖2 試驗(yàn)值與數(shù)值計(jì)算結(jié)果比較
計(jì)算結(jié)果映射（Remap）技術(shù)
傳統(tǒng)的某些顯式有限元軟件雖然能夠模擬爆炸沖擊波與結(jié)構(gòu)的相互作用，然而計(jì)算資源大量消耗在流體單元中，因此只能進(jìn)行近場(chǎng)爆炸局部結(jié)構(gòu)的破壞，對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)爆炸以及整船的爆炸動(dòng)響應(yīng)計(jì)算非常困難，難以在工程中應(yīng)用。
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