水下爆炸模擬
關注創建者：匿名 創建時間：2022-02-15
水下爆炸模擬的視頻教程
Abaqus艦船水下爆炸損毀效應模擬
利用Abaqus考察一艘艦艇在近場爆炸條件下的毀傷。由于是近場爆炸，時間較短，空化效應和氣泡脈動載荷可以忽略，主要考察沖擊波造成的毀傷效應。 本工作展示了當爆炸點距離爆距點由遠及近時，艦船逐漸嚴重的毀傷模式。視頻中運用“散波”法進行模擬。
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LS-DYNA 水下爆炸過程模擬-3D
本視頻錄制了爆炸物在水底爆炸過程的三維仿真模型。本教程采用傳統的Lagrangian網格對流體和爆炸物進行建模。希望該視頻對于做水下爆炸的朋友能有所幫助和啟發。 教程中采用的前后處理軟件為LS-prepost, 求解器為LS-Dyna。如有看不明白的地方，歡迎留言。
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水下爆炸模擬的實例教程
普通的一階Euler方法主要用于解決流固耦合、氣固耦合問題；而高階多物質Euler-Godunov求解器主要用于模擬爆轟波的形成、傳播以及對結構的沖擊響應等，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、淺水效應等；高階單物質Euler-FCT求解器主要用來進行計算爆轟波的傳播，在計算效率上，由于不考慮物質的輸送所以要比Euler-Godunov快。
由于ANSYS AUTODYN采用比普通一階Euler更精確的高階Euler求解技術，所以在水下爆炸模擬中能更接近試驗數據，計算結果如圖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構響應
圖2 試驗值與數值計算結果比較
計算結果映射（Remap）技術
傳統的某些顯式有限元軟件雖然能夠模擬爆炸沖擊波與結構的相互作用，然而計算資源大量消耗在流體單元中，因此只能進行近場爆炸局部結構的破壞，對于遠場爆炸以及整船的爆炸動響應計算非常困難，難以在工程中應用。
ANSYS AUTODYN提供的Remap技術，可以把三維計算問題的某初始時間段在一維中模擬，然后把一維結果映射到三維數模中再繼續求解。
ANSYS AUTODYN的 Remap技術在水下爆炸中應用的具體思路是：由于炸藥爆炸后形成的沖擊波在自由場中的傳播是球對稱的（當沖擊波到達自由表面、底部或遇到結構時會形成反射區，此時，沖擊波的波陣面不再球面對稱），因此，炸藥的起爆以及沖擊波在自由場中的傳播可以在一維場中計算，當沖擊波將到達結構或界面時，再把一維的計算結果映射到三維模型中繼續計算，因此，避免計算資料過多地消耗在流體單元上，從而實現遠場爆炸及整船動態響應計算。
展開 水下爆炸二維模擬
<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2977" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(51, 51, 51);">LS-DYNA</a>有多種算法可用于<a href="https://www.yqgqt.org.cn/service/abaqus_explosion" rel="noopener noreferrer" target="_blank">水下爆炸</a>數值模擬，如流固耦合法、*LOAD_SSA、<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2977" rel="noopener noreferrer" target="_blank">LS-DYNA</a>/USA等。</p><p>流固耦合法主要用于近場計算，由于計算耗費和計算準確度的原因，難以用于遠場水下爆炸模擬。*LOAD_SSA可以用來模擬遠場水下爆炸載荷對結構的毀傷，這種方法考慮了球面入射波、反射波、輻射波以及附帶水質量帶來的影響；由于不需要建立<a href="https://www.yqgqt.org.cn/service/Autoseal" rel="noopener noreferrer" target="_blank">流體網格</a>，這種方法計算速度很快，缺點是附帶水質量沒有考慮主沖擊波過后后續<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/2756" rel="noopener noreferrer" target="_blank">流體</a>的空化特性。
展開 01艦船水下爆炸項目背景：
魚雷作為一種典型水中兵器,可從水面艦艇、潛艇、飛機等平臺發射,通過水下爆炸產生的沖擊波、氣泡脈動、氣泡射流、金屬射流等單一或耦合載荷毀傷敵水中作戰平臺,在歷次海戰中都發揮了舉足輕重的作用。水面艦船在執行任務中，難免會遭受水下各種武器的襲擊，近場水下爆炸產生的沖擊波，氣泡脈動等載荷將會導致艦船局部結構或整體結構受損。局部結構受損又多集中于舷側、舭部和底部，受損典型結構為板架結構。所以對于局部結構遭受載荷后響應過程的分析有重要意義。在水下爆炸數值模擬環境正確的基礎上，利用已有載荷環境，建立某艦船的三艙段模型，研究不同工況下艙段在近場水下爆炸沖擊波載荷下的艦船動響應過程，根據艦船結構的抗沖擊評判標準，分析近場水下爆炸沖擊波載荷作用下的結構變形，重要部位特征點的速度和加速度響應情況，以及結構吸能特性，探究近場水下爆炸沖擊波載荷對艦船結構造成的損傷和其自身的抗沖擊能力。
02艦船水下爆炸數值計算仿真模型：
本文選取某艦船中部三艙段位置進行有限元建模，單個艙段長為９ｍ，寬為16.7ｍ，型深為12.8ｍ，吃水為８.８ｍ。綜合考慮結構網格與流體網格的大小關系，以及整體模型計算效率，本文艙段結構網格采用0.2ｍｘ0.2ｍ的面單元模擬，艙段網格總數量為３０萬,部分艙段模型如下圖所示。艦船材料采用高強度鋼，屈服應力為5.9e8Ｎ／ｍ２，密度為７８００ｋｇ／３，彈性模量為2.1e11Ｎ／ｍ２，泊松比０.３。
展開 我正在做一個水下爆炸荷載對板樁碼頭的模擬，碼頭結構除了連接的錨桿其余都是混凝土，出現了sta文件所示的錯誤，請問咋改啊，發生波速比大于1的單元在如圖(胸墻)，網格是200mm，我把參考點設在胸墻的底邊。我修改過網格調大調小、炸藥當量調小、爆炸參考點往下移等等，都無濟于事，
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abaqus水下爆炸模擬出錯3個月前
我正在做一個水下爆炸荷載對板樁碼頭的模擬，碼頭結構除了連接的錨桿其余都是混凝土，出現了sta文件所示的錯誤，請問咋改啊，發生波速比大于1的單元在如圖(胸墻)，網格是200mm，我把參考點設在胸墻的底邊。我修改過網格調大調小、炸藥當量調小、爆炸參考點往下移等等，都無濟于事，
<p>本案例為LS-DYNA高級應用，使用S-ALE-FEM-SPH耦合算法計算鋼筋混凝土墻動態破壞及碎片云形成過程。</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image
雙層EFP爆炸成形彈丸，球缺型
在fluent中模擬（二維）埋地管道發生泄漏后，氣體通過土壤擴散到空氣中，遇火源發生爆炸。主要結果是分析氣體的多相流（產生的熱輻射和超壓），不考慮對管道和土壤的破壞。
ANSYS/ls-dyna球罐爆炸損傷模擬
模擬效果如下：
深孔爆破，sph-fem耦合，模擬炸藥在炮孔中爆炸后對孔腔的擴張效果
炸藥和炸藥周圍巖礦設置為sph算法
0 引言
在現代海戰中，水下爆炸是一種用以擊沉敵艦的至關重要的戰術手段。各個海洋強國都極為重視對船舶在水下爆炸的損傷機制進行研究，但政府主導的一些實船研究通常并未公開發表。對于個人研究者來說，要進行實船水下爆炸研究存在著巨大的困難，因此一種普遍的做法是采用簡化船體梁結構進行研究。在正式進行水下爆炸實驗之前，通過模態分析的方法來考察所設計的簡化船體梁結構的合理性具有重要意義。
本文參考了
基于Python+TrueGrid構建有限元模型
LS-DYNA | 常見問題解決方法
LS-DYNA | MAT_RIGID 關鍵字定義剛體材料
LS-DYNA | 常見問題講解
LS-DYNA | 裂紋擴展的模擬方法
LS-DYNA | “爆炸沖擊”常見問題的解決方法
LS-DYNA | 關鍵字-學習筆記
LS-DYNA | 關鍵字用法及算例
AUTODUN | 水下爆炸模擬需要注意的問題
