碎片云模擬
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
碎片云模擬的實例教程
超高速碰撞產生碎片云的分子動力學模擬
通過有限元網格與sph粒子耦合的方法模擬超高速碰撞，變形較小的位置選擇網格，變形較大部位選擇sph粒子。
隨著我國空間探索計劃的飛速發展，空間飛行器對空間碎片的防護問題顯得越來越緊迫。防護方案的設計依據是彈丸超高速碰撞薄板所形成的碎片云團的動力特性。為了達到理想的防護效果，需要對彈丸超高速碰撞薄板所形成的碎片云團的特性進行細致而全面的了解。雖然目前已根據二級輕氣炮實驗得到了碰撞速度為5～7 km／s的一些經驗數據，但對碎片云團特性的全面了解還不深入，特別是對于10 km／s左右的碰撞速度條件，實驗室還難以達到，因此只能用數值模擬技術對防護結構的防護性能進行預測性研究。由于彈丸超高速碰撞薄板形成碎片云團的過程是一個大變形過程，當采用常規有限
元方法處理時，局部可能出現計算網格扭曲造成的計算結果嚴重失真，并且網格重構與細化將大量消耗計算資源，使得計算分析等工作難以進行。采用粒子方法可以避免高維拉氏網格方法中的網格纏繞和扭曲等問題，因而特別適合于計算有大變形存在的高速碰撞問題。
光滑粒子流體動力學(Smoothed Particle Hydrodynamics，簡記為SPH)方法的基本思想是將整個流場的物質離散為一系列具有質量、速度和能量的“粒子”，然后通過一個稱為“核函數”的積分進行“核函數估值”，從而求得流場中不同位置在不同時刻的各種動力學量。這是一種純拉氏的粒子方法，本質上不需要使用網格，且邏輯簡單。自從L．D．Libersky等將材料強度效應引入SPH方法，成功地開展了高速碰撞數值模擬的計算之后，G．R．Johnson等、J．Campbell等先后在侵徹貫穿方面的數值計算取得了有意義的結果。A．N．Parshikov等基于黎曼解的思想，提出用黎曼解來描述粒子之間的相互作用，在改善界面計算精度的方面取得了一定的效果。
將用改進的SPH方法數值計算三維軸對稱坐標下的彈丸超高速碰撞薄板的問題，給出碎片云形成的過程。
展開 視頻2：FLACS模擬球罐附近蒸氣云爆炸，視頻中顯示燃燒產物和超壓最大值在三維空間的傳播（高空側視）。
視頻3：FLACS模擬球罐附近蒸氣云爆炸，視頻中顯示燃燒產物和超壓最大值在三維空間的傳播（飛行視角）。
文章轉載自公眾號“FLACS爆炸風險咨詢”。 歡迎大家關注
旨在分享知識，若侵即刪
本算例演示在STAR CCM+中模擬計算風扇的基本過程。
1 問題描述
計算幾何如下圖所示。風扇包含20個等間距的以2000 RPM的速度旋轉的葉片，風扇其他部分保持靜止。空氣以5 m/s的速度從進氣口進入到計算區域中，并從出口邊界離開。
算例先用運動參考系模型進行計算，后面轉為剛體運動模型計算。
2 STAR CCM+設置
啟動STAR CCM+并新建Simulation
2.1 準備文件及網格
選擇菜單
File > Load，在打開的對話框中加載仿真文件
fan_start.sim
右鍵選擇模型樹節點
Operations，點擊彈出菜單項
Execute All生成計算網格
生成網格如下圖所示。
注：案例中對進出口區域進行了拉伸延長。
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與FEM-SPH自適應轉化相似，失效后的單元轉為DEM粒子，模擬碎片云。
本案例完全由lsprepost建模。
如需詳細建模過程，請私信。
可以看到，物質點法正確的模擬了打穿靶板之后的碎片云形貌，模擬結果的精度與試驗現象吻合較好。
<p>利用AUTODYN計算鋁球對鋁板的超高速碰撞問題，經過該案例的講解，能夠掌握如下知識點：</p><p>（1）AUTODYN中如何創建超高速SPH模型；</p><p>（2）SPH方法如何設置材料層裂失效參數；</p><p>（3）超高速碰撞碎片云形成模擬；</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com
1，問題描述
在我們計算暖通，以及室外高溫工況的一些仿真時，太陽輻射是不可忽略，這次和大家分享一下太陽輻射的仿真方式。按照慣例，我們還是進行starccm和fluent的求解對比。由于網上關于fluent的太陽輻射案例較多，starccm卻寥寥無幾，所以本次我們先說starccm的太陽輻射仿真過程。
2，模型建立
本算例演示在STAR CCM+中模擬計算風扇的基本過程。
1 問題描述
計算幾何如下圖所示。風扇包含20個等間距的以2000 RPM的速度旋轉的葉片，風扇其他部分保持靜止。空氣以5 m/s的速度從進氣口進入到計算區域中，并從出口邊界離開。
算例先用運動參考系模型進行計算，后面轉為剛體運動模型計算。
2 STAR CCM+設置
通過有限元網格與sph粒子耦合的方法模擬超高速碰撞，變形較小的位置選擇網格，變形較大部位選擇sph粒子。
超高速碰撞產生碎片云的分子動力學模擬
FLACS模擬球罐附近蒸氣云爆炸
化工生產中的液態烴泄漏形成蒸氣云，被點燃后發生爆炸產生的火球和沖擊波，具有巨大的能量，會對周圍的設施和建筑造成巨大的破壞。傳統的基于簡單經驗公式計算蒸氣云爆炸后果的方法（例如TNT當量法和Multi-Energy方法等），針對管道分布密集和危險物種類繁多的石化儲罐區，在預測爆炸近場和空間超壓值分布等方面明顯不足。
GexCon China使用FLACS
隨著我國空間探索計劃的飛速發展，空間飛行器對空間碎片的防護問題顯得越來越緊迫。防護方案的設計依據是彈丸超高速碰撞薄板所形成的碎片云團的動力特性。為了達到理想的防護效果，需要對彈丸超高速碰撞薄板所形成的碎片云團的特性進行細致而全面的了解。雖然目前已根據二級輕氣炮實驗得到了碰撞速度為5～7 km／s的一些經驗數據，但對碎片云團特性的全面了解還不深入，特別是對于10 km／s左右的碰撞速度條件，實驗室還難以達到
