爆炸力學(xué)的案例
計算爆炸力學(xué)的發(fā)展史！
爆炸力學(xué)是力學(xué)的一個分支，它主要研究爆炸的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，以及爆炸的力學(xué)效應(yīng)的利
用和防護的學(xué)科。它從力學(xué)角度研究化學(xué)爆炸、核爆炸、電爆炸、粒子束爆炸(也稱輻射爆
炸)、高速碰撞等能量突然釋放或急劇轉(zhuǎn)化的過程，以及由此產(chǎn)生的強沖擊波(又稱激波)、
高速流動、大變形和破壞、拋擲等效應(yīng)。自然界的雷電、地震、火山爆發(fā)、隕石碰撞、星體
爆發(fā)等現(xiàn)象也可用爆炸力學(xué)方法來研究。爆炸力學(xué)是流體力學(xué)、固體力學(xué)和物理學(xué)、化學(xué)之
間的一門交*學(xué)科，在武器研制、交通運輸和水利建設(shè)、礦藏開發(fā)、機械加工、安全生產(chǎn)等
方面有廣泛的應(yīng)用。
爆炸力學(xué)的形成和發(fā)展中國在八世紀(jì)的中唐時期，已有火藥的原始配方。在十世紀(jì)的宋代初
期，開始以火藥制作火箭火炮，用于軍事。17世紀(jì)明代的宋應(yīng)星已經(jīng)明確指出：火藥可按配
方不同用于“直擊”(發(fā)射)或“爆擊”(爆炸)并且說明火藥爆炸時“虛空靜氣受沖擊而
開”，科學(xué)地描述了爆炸在空氣中形成沖擊波的現(xiàn)象。大約在14世紀(jì)，火藥傳入歐洲，首先
在軍事上得到廣泛應(yīng)用。17世紀(jì)匈牙利開始有火藥用于開礦的記載。19世紀(jì)中葉開始，歐美
各國大力發(fā)展鐵路建設(shè)和采礦事業(yè)，大量使用黑火藥，工程師們總結(jié)出工程爆破藥量計算的
許多經(jīng)驗公式。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，實現(xiàn)了威力巨大的高速爆轟，從此開創(chuàng)了炸藥應(yīng)用的新時代，
并且促進了沖擊波(即激波)和爆轟波的理論研究。 英國工程師蘭金和法國炮兵軍官許貢
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題。查普曼和儒
蓋各自獨立地創(chuàng)立了平穩(wěn)自持爆轟理論，后者還寫出第一本爆炸力學(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)問題由于戰(zhàn)事的需要引起許多著名科學(xué)家的
重視。
展開 第十二屆全國爆炸力學(xué)學(xué)術(shù)會議通知
第十二屆全國爆炸力學(xué)學(xué)術(shù)會議計劃于2018年11月2～5日在浙江省桐鄉(xiāng)市舉行。本次會議由中國力學(xué)學(xué)會爆炸力學(xué)專業(yè)委員會主辦，中國工程物理研究院、中物院流體物理研究所、沖擊波物理與爆轟物理重點實驗室承辦，《爆炸與沖擊》、《高壓物理學(xué)報》協(xié)辦。熱忱歡迎廣大從事爆炸力學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域研究的專家、科技工作者以及研究生踴躍投稿并蒞臨本屆盛會！
01 會議時間及地點
會議時間：2018年11月2日至5日。2日全天報到，3日～4日開會，5日散會。
會議地點：浙江省桐鄉(xiāng)市振石大酒店（桐鄉(xiāng)市振興東路199號）。
02 會務(wù)組聯(lián)系人及郵箱
杜金梅（13699603735，0816-2480328）
彭 輝（15182367500，0816-2484253）
劉 利（13699625919，0816-2485963）
賀紅亮（13618116109，0816-2494957）
Email：bzlxhy2018@caep.cn
03 會議網(wǎng)站
http://2018ncem.csp.escience.cn
會議詳細(xì)信息請點擊“閱讀原文”了解。
會議旨在交流爆炸力學(xué)領(lǐng)域最新研究進展、促進爆炸力學(xué)學(xué)科發(fā)展、繁榮爆炸力學(xué)科技事業(yè)。會議將設(shè)置主題、專題和博士生論壇等多個會場，并邀請爆炸力學(xué)領(lǐng)域的院士、專家、學(xué)者做大會邀請報告和分會邀請報告，預(yù)計參加人數(shù)1000人左右。會議將評選爆炸力學(xué)優(yōu)秀青年學(xué)者（年齡40歲以下）、優(yōu)秀論文、最佳poster以及博士生論壇優(yōu)秀論文。
來源：中國力學(xué)協(xié)會
展開 爆炸與沖擊動力學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研討會在京成功舉行
由中國力學(xué)學(xué)會爆炸力學(xué)專業(yè)委員會主辦，北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室承辦的“爆炸與沖擊動力學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研討會”近日在京召開。出席研討會的有爆炸力學(xué)專業(yè)委員會委員、特邀專家等共60余位國內(nèi)知名專家。北京理工大學(xué)機電學(xué)院陳鵬萬院長致歡迎辭，中國力學(xué)學(xué)會副理事長、爆炸力學(xué)專業(yè)委員會主任委員戴蘭宏發(fā)表了熱情洋溢的講話，對學(xué)科發(fā)展提出了殷切期望。開幕式由北京理工大學(xué)爆炸科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室主任、中國力學(xué)學(xué)會爆炸力學(xué)專業(yè)委員會秘書長王成主持。
本次會議共邀請了5位國內(nèi)知名專家做大會特邀報告，報告內(nèi)容集中反映了我國在材料與結(jié)構(gòu)抗爆與沖擊防護一體化設(shè)計、爆轟發(fā)動機、爆炸波傳播及其穩(wěn)定性、磁壓縮等領(lǐng)域的最新研究進展，詳細(xì)闡述了所取得的成果及面臨的問題。邀請報告后，各位委員暢所欲言，就學(xué)術(shù)交流、人才培養(yǎng)及學(xué)科發(fā)展等議題進行了深入的交流，重點探討了在創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的新形勢下，瞄準(zhǔn)武器彈藥高效毀傷和高價值目標(biāo)的爆炸防護重大需求，面向國際科學(xué)前沿，敢于提出新概念爆炸毀傷彈藥，發(fā)展新的爆炸理論，創(chuàng)建新的實驗和計算方法，開拓新的學(xué)科方向，挑戰(zhàn)具有重要科學(xué)和戰(zhàn)略價值的卡脖子方向和關(guān)鍵技術(shù)，促進與其它學(xué)科的交叉融合，借力打力，拓展研究思路，進一步推動爆炸與沖擊動力學(xué)學(xué)科的創(chuàng)新與發(fā)展。
展開 爆炸成型彈丸成型過程中的斷裂數(shù)值模擬
為研究爆炸成型彈丸(EFP) 軸向斷裂機理，采用有限元分析軟件LS-DYNA，引入Johnson-Cook 失效模型及自適應(yīng)算法，對典型EFP 裝藥結(jié)構(gòu)不同外曲率球缺形藥型罩OFHC 銅EFP 成型過程中的斷裂進行數(shù)值模擬，并
通過實驗進行驗證。
研究成果發(fā)表在兵工學(xué)報中，詳細(xì)見：
丁力, 蔣建偉, 門建兵, et al. 爆炸成型彈丸成型過程中的斷裂數(shù)值模擬及機理分析[J]. 兵工學(xué)報, 2017(03):4-10.
同時在 "2018年爆炸力學(xué)會議" 進行了專題匯報。詳細(xì)見：
丁力(*), 張先鋒, 蔣建偉. 鉭爆炸成型彈丸成型過程中斷裂機理分析[C]. 第十二屆全國爆炸力學(xué)學(xué)術(shù)會議縮編文集, 桐鄉(xiāng), 2018:25.
爆炸成型彈丸成型過程中的斷裂數(shù)值模擬及機理分析.pdf
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基于LS-DYNA的方形破片侵徹纖維復(fù)合材料數(shù)值模擬
現(xiàn)今材料技術(shù)也不斷朝著多種材料復(fù)合的方向發(fā)展，復(fù)合材料采用不同的基體與增強體能夠?qū)崿F(xiàn)不同的力學(xué)性能，常見的基體有合成樹脂、橡膠陶瓷及一些金屬金屬材料等。增強體從形態(tài)上分，常見的有纖維體與粒狀體，從材料上分，有碳材料、硼材料、碳化硅及一些高聚物材料?，F(xiàn)有的復(fù)合材料中的增強體以纖維體為主，以纖維體為增強體的復(fù)合材料有著比重小、比強度和比模量大等優(yōu)點，纖維復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用于汽車、飛機等民用領(lǐng)域以及戰(zhàn)斗機、導(dǎo)彈等軍用領(lǐng)域。
LS-DYNA為一款著名的動力學(xué)有限元分析軟件，因為能夠很好地對幾何非線性問題、材料非線性問題與接觸非線性問題進行求解，被廣泛應(yīng)用在沖擊動力學(xué)與爆炸力學(xué)領(lǐng)域。
在此案例中，模型包含為方形破片與纖維復(fù)合材料板材，為了能夠表示不同鋪層方向的材料力學(xué)性能，對不同鋪層方向分別建模，為了節(jié)省計算量與計算時間，模型簡化為1/2模型，同時在板材與破片接觸的區(qū)域進行網(wǎng)格加密處理，建立好的有限元模型如圖1所示。 在纖維復(fù)合材料板材法線方向上添加破片速度為500m/s。
圖 1 有限元模型
侵徹后的板材如圖2所示，破片接觸板材瞬間應(yīng)力云圖如圖3所示，
圖 2 侵徹后的纖維復(fù)合材料板材
圖 3 破片接觸板材瞬間應(yīng)力云圖
破片的速度曲線如圖4所示。
圖 4 破片速度曲線
最后，有相關(guān)需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯(lián)絡(luò)。
展開 計算流體力學(xué)（CFD）理論基礎(chǔ)（一）
01 和流體力學(xué)相關(guān)的學(xué)科
水動力學(xué)，空氣動力學(xué)，氣體動力學(xué)，滲流力學(xué)，物理化學(xué)流體動力學(xué)，爆炸力學(xué)，多相流體力學(xué)，等離子體動力學(xué)，電磁流體力學(xué)，環(huán)境流體力學(xué)，生物流變學(xué)，等等。
02 典型流體力學(xué)實驗
風(fēng)洞試驗，水洞試驗，水池試驗。
03 常用數(shù)值計算方法
有限差分法，有限單元法，有限體積法，邊界元法。
04 絕對壓強，相對壓強（表壓強），真空度
05 靜壓，動壓，總壓
06 流線，跡線
07 馬赫數(shù)
小于1為亞音速，大于1為超音速，大于3為高超音速
08 正激波，斜激波
09 理想流體（無粘流體），粘性流體
10 牛頓流體，非牛頓流體
11 可壓縮流體，不可壓縮流體
12 定常流動，非定常流動
13 層流，湍流
雷諾數(shù)2000
14 拉格朗日隨體描述，歐拉空間描述
15 流體力學(xué)基本方程
質(zhì)量守恒方程（連續(xù)性方程）；動量守恒方程（運動方程）；能量守恒方程
16 CFD常用算法
SIMPLE；SIMPLEC；SIMPLER；PISO
17 CFD常用軟件
Phoenics（英國）；STAR-CD(英國)；CFX(ANSYS，美國)；Fluent（ANSYS，美國）
展開 2018年全國沖擊動力學(xué)前沿研究進展論壇成功舉辦
由中國力學(xué)學(xué)會爆炸力學(xué)專業(yè)委員會沖擊動力學(xué)專業(yè)組主辦，寧波大學(xué)機械工程與力學(xué)學(xué)院承辦的2018年全國沖擊動力學(xué)前沿研究進展論壇及沖擊動力學(xué)專業(yè)組工作會議于2018年7月6日至7月8日在浙江成功召開。
本次會議有來自寧波大學(xué)，中國工程物理研究院一所、四所和九所，西北工業(yè)大學(xué)，北京理工大學(xué)，中國科學(xué)院力學(xué)所，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，南京理工大學(xué)，北京航空航天大學(xué)，中國礦業(yè)大學(xué)等近20余家高校和科研院所60余位專家學(xué)者和青年科研人員參加。沖擊動力學(xué)專業(yè)組副組長郭偉國代表專業(yè)組講話，董新龍代表承辦單位致歡迎辭.
本次會議的主題是“動態(tài)破壞及其微細(xì)觀演化研究”，邀請了西北工業(yè)大學(xué)李玉龍、美國北卡大學(xué)魏秋明、中科院力學(xué)所袁福平、中物院流體物理研究所李曉亞、南京理工大學(xué)張先鋒、北京理工大學(xué)陳浩森和范吉堂以及寧波大學(xué)董新龍8位專家作專題報告。報告內(nèi)容涵蓋加載速率對層狀材料斷裂韌性（模式I）起裂與擴展的影響、先進功能材料絕熱剪切局域化、異構(gòu)納米金屬的動態(tài)變形機理、X射線自由電子激光提供的超快診斷技術(shù)、基于微觀損傷機制的陶瓷靶沖擊破壞行為、基于高速紅外與高速光學(xué)的金屬絕熱剪切原位實驗及失穩(wěn)機理初探、金屬絕熱剪切起始擴展的實驗研究和聚合物的動態(tài)損傷等方面。
研討會上，與會專家學(xué)者、青年科研人員與報告人之間就感興趣的問題進行了深入的交流和討論，就相關(guān)問題提出了一些很好的意見和建議。會后，沖擊動力學(xué)專業(yè)組召開了專業(yè)組委員會議，并就下一年的研討會舉辦進行討論部署，決定2019年專業(yè)組主辦兩次沖擊動力學(xué)前沿研究進展研討會，分別由太原理工大學(xué)和華南理工大學(xué)承辦。
展開 數(shù)值仿真的意義
計算機計算彈體的侵徹與炸藥爆炸過程以及各種非線性波的相互作用等問題，實際上是求解含有很多線性與非線性的偏微分方程、積分方程以及代數(shù)方程等的耦合方程組。利用解析方法求解爆炸力學(xué)問題是非常困難的，一般只能考慮一些很簡單的問題。利用試驗方法費用昂貴，還只能表征初始狀態(tài)和最終狀態(tài)，中間過程無法得知，因而也無法幫助研究人員了解問題的實質(zhì)。而數(shù)值模擬在某種意義上比理論與試驗對問題的認(rèn)識更為深刻、更為細(xì)致，不僅可以了解問題的結(jié)果，而且可隨時連續(xù)動態(tài)地、重復(fù)地顯示事物的發(fā)展，了解其整體與局部的細(xì)致過程。
b．?dāng)?shù)值模擬可以直觀地顯示目前還不易觀測到的、說不清楚的一些現(xiàn)象，容易為人理解和分析；還可以顯示任何試驗都無法看到的發(fā)生在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的一些物理現(xiàn)象。如彈體在不均勻介質(zhì)侵徹過程中的受力和偏轉(zhuǎn)；爆炸波在介質(zhì)中的傳播過程和地下結(jié)構(gòu)的破壞過程。同時，數(shù)值模擬可以替代一些危險、昂貴的甚至是難于實施的試驗，如反應(yīng)堆的爆炸事故，核爆炸的過程與效應(yīng)等。
c．?dāng)?shù)值模擬促進了試驗的發(fā)展，對試驗方案的科學(xué)制定、試驗過程中測點的最佳位置、儀表量程等的確定提供更可靠的理論指導(dǎo)。侵徹、爆炸試驗，費用是極其昂貴的，并且存在一定的危險，因此數(shù)值模擬不但有很大的經(jīng)濟效益，而且可以加速理論、試驗研究的進程。
d．一次投資，長期受益。雖然數(shù)值模擬大型軟件系統(tǒng)的研制需要花費相當(dāng)多的經(jīng)費和人力資源，但和試驗相比，數(shù)值模擬軟件是可以進行拷貝移植、重復(fù)利用，并可進行適當(dāng)修改而滿足不同情況的需求。
總之，數(shù)值模擬計算已經(jīng)與理論分析、試驗研究成為科學(xué)技術(shù)探索研究的三個相互依存、不可缺少的手段。正如美國著名數(shù)學(xué)家拉克斯所說“科學(xué)計算是關(guān)系到國家安全、經(jīng)濟發(fā)展和科技進步的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，是事關(guān)國家命脈的大事。”
展開 基于Workbench中LS-DYNA模塊的空爆威力模擬
關(guān)鍵詞：Workbench；LS-DYNA，爆炸威力，爆炸力學(xué)，流固耦合
作為礦產(chǎn)開采與武器裝備的常用材料，炸藥被廣泛應(yīng)用于軍事與工業(yè)領(lǐng)域，正因為其在多個領(lǐng)域的廣泛使用，對其爆炸后產(chǎn)生的威力進行評估在軍事科學(xué)、礦產(chǎn)開采與安全防護等領(lǐng)域都有著很大的需求。爆炸威力評估往往需要進行爆炸試驗來獲得結(jié)果，但是爆炸試驗成本高且試驗過程很難被準(zhǔn)確記錄。對炸藥爆炸進行數(shù)值仿真能夠很大減少爆炸試驗的成本，而且能夠更好地獲取爆炸過程的參量與沖擊波傳播過程。
Workbench為ANSYS軟件中一個高度集成的多物理場仿真軟件，其內(nèi)部集成了大量的模塊來進行所需的數(shù)值仿真，LS-DYNA模塊為其在2020版本之后集成進的新模塊，相對于傳統(tǒng)LS-DYNA前后處理軟件LS-prepost，Workbench中的LS-DYNA模塊用戶界面更加友好，且其前處理可與其他模塊共用，能夠極大地提高工作效率。
在此案例中，建模采用Workbench中的SpaceClaim進行建模，模型包含為炸藥、空氣域與威力評估板，威力節(jié)省計算量與計算時間，模型簡化為1/4模型，建立好的模型如圖1所示，用其內(nèi)置的工具進行網(wǎng)格劃分，劃分好的網(wǎng)格模型如圖2所示，炸藥起爆點設(shè)為炸藥中心。
圖 1 1/4仿真模型
圖 2 數(shù)值仿真有限元模型
因炸藥爆炸產(chǎn)生的爆轟產(chǎn)物與空氣為流體，采用Lagrange算法會產(chǎn)生大變形導(dǎo)致計算過程出錯，因此炸藥與空氣域采用ALE算法，而威力評估板因為其物理性質(zhì)采用Lagrange算法能夠更好地表現(xiàn)其力學(xué)性能。而空氣與爆轟產(chǎn)物作用威力評估板需要兩種不同的算法進行耦合，此時需要添加流固耦合。
展開 推薦幾本湍流方面的書
計算流體力學(xué) 張庭芳 大連理工大學(xué)出版社. 有限差分,有限元,邊界元都講,
很基礎(chǔ)的好書.
英文的:
Turbulence J.O.Hinze, 荷蘭的,上下冊,有中譯本,經(jīng)典的湍流教材.
Numerical heat transfer and fluid flow patankar的,不用多說了吧?
有兩種中一本,一是張政的科學(xué)出版社的,一是郭寬良的科大出版社的.
另外,springer公司有很多不錯的湍流和CFD方面的英文書
全名：Computational Fluid Dynamics The Basics with Application
Author:John D. Anderson,Jr
清華大學(xué)出版了影印版
中外書籍文獻中有介紹紊流模型中各項物理意義的書
北航 陳矛章 編的 “湍流”
D.C.Wilcox《turbulence modeling for CFD》,不錯的書。
推薦一些關(guān)于ALE方法的書或資料
爆炸力學(xué)計算方法 /惲壽榕等編著
二維非定常流體力學(xué)數(shù)值方法 /李德元等著
ALE方法的原文可見：JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS 17,132-159 1975
JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS 14,227-253 1974
關(guān)于“高頻誤差”和“低頻誤差”
誤差分布e(x,y,z)是個函數(shù)，采用傅立葉變換的概念，這個誤差分布函數(shù)可以表達成不同頻率的三角函數(shù)積分. 高頻的就是高頻誤差，低頻的就是低頻誤差咯。
展開 
談?wù)剶?shù)值模擬的意義：重要性具體體現(xiàn)在4個方面
計算機計算彈體的侵徹與炸藥爆炸過程以及各種非線性波的相互作用等問題，實際上是求解含有很多線性與非線性的偏微分方程、積分方程以及代數(shù)方程等的耦合方程組。
利用解析方法求解爆炸力學(xué)問題是非常困難的，一般只能考慮一些很簡單的問題。利用試驗方法費用昂貴，還只能表征初始狀態(tài)和最終狀態(tài)，中間過程無法得知，因而也無法幫助研究人員了解問題的實質(zhì)。
而數(shù)值模擬在某種意義上比理論與試驗對問題的認(rèn)識更為深刻、更為細(xì)致，不僅可以了解問題的結(jié)果，而且可隨時連續(xù)動態(tài)地、重復(fù)地顯示事物的發(fā)展，了解其整體與局部的細(xì)致過程。
2. 數(shù)值模擬可以直觀地顯示目前還不易觀測到的、說不清楚的一些現(xiàn)象，容易為人理解和分析；還可以顯示任何試驗都無法看到的發(fā)生在結(jié)構(gòu)內(nèi)部的一些物理現(xiàn)象。如彈體在不均勻介質(zhì)侵徹過程中的受力和偏轉(zhuǎn)；爆炸波在介質(zhì)中的傳播過程和地下結(jié)構(gòu)的破壞過程。同時，數(shù)值模擬可以替代一些危險、昂貴的甚至是難于實施的試驗，如反應(yīng)堆的爆炸事故，核爆炸的過程與效應(yīng)等。
3. 數(shù)值模擬促進了試驗的發(fā)展，對試驗方案的科學(xué)制定、試驗過程中測點的最佳位置、儀表量程等的確定提供更可靠的理論指導(dǎo)。侵徹、爆炸試驗，費用是極其昂貴的，并且存在一定的危險，因此數(shù)值模擬不但有很大的經(jīng)濟效益，而且可以加速理論、試驗研究的進程。
4. 一次投資，長期受益。雖然數(shù)值模擬大型軟件系統(tǒng)的研制需要花費相當(dāng)多的經(jīng)費和人力資源，但和試驗相比，數(shù)值模擬軟件是可以進行拷貝移植、重復(fù)利用，并可進行適當(dāng)修改而滿足不同情況的需求。
總之，數(shù)值模擬計算已經(jīng)與理論分析、試驗研究成為科學(xué)技術(shù)探索研究的三個相互依存、不可缺少的手段。正如美國著名數(shù)學(xué)家拉克斯(P. Lax)所說“科學(xué)計算是關(guān)系到國家安全、經(jīng)濟發(fā)展和科技進步的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，是事關(guān)國家命脈的大事?！?/span>
展開 知識就是力量 | 從力學(xué)學(xué)科體系說開去
它從力學(xué)角度研究化學(xué)爆炸、核爆炸、電爆炸、粒子束爆炸(也稱輻射爆炸) 、高速碰撞等能量突然釋放或急劇轉(zhuǎn)化的過程和由此產(chǎn)生的沖擊波(又稱激波) ，高速流動、大變形和破壞、拋擲等效應(yīng)。
Ansys Autodyn 可以模擬材料對于沖擊、高壓或爆炸所產(chǎn)生的短期重載的響應(yīng)。Autodyn 非常適用于模擬大尺寸材料的形變或失效。Autodyn提供了先進的解決方案，流體、固體和氣體的交互，材料的相變，以及沖擊波的傳播等復(fù)雜的物理現(xiàn)象均可在 Autodyn 中建模。此程序與 Ansys Workbench用戶界面集成，幾十年來在易用性方面一直占據(jù)業(yè)界領(lǐng)先地位。Autodyn 可以利用拉格朗日域為固體建模，利用歐拉和 SPH（光滑粒子流體動力學(xué)）為流體建模，可以在一個模型中使用多個求解器，并且為各求解域之間的交互建模，以獲得有效、準(zhǔn)確的結(jié)果。
Ansys Autodyn 功能界面
Ansys Autodyn 應(yīng)用案例
值得注意的是，Ansys在2019年收購了顯式動力學(xué)分析的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者LS-DYNA，Ansys LS-DYNA廣泛用于金屬成型、沖擊、碰撞、爆炸及流固耦合研究，此次收購后Ansys將在結(jié)構(gòu)、流體、電磁、光學(xué)、安全和機器學(xué)習(xí)的仿真領(lǐng)域都擁有強大實力，將為全球汽車制造商提供全面的自動駕駛和電動汽車解決方案。
展開 【6/2更新】沙皇氫彈有多恐怖？亞歐大陸推移9毫米，蘑菇云比珠穆朗瑪高7倍
按照爆炸力學(xué)里有一條著名的定律——爆炸相似律：即當(dāng)沖擊波超壓一定時，爆炸當(dāng)量的立方根與沖擊波的傳播半徑成正比，當(dāng)然，這個定律同樣適用于核武器的爆炸以及其造成的傷害。
沙皇氫彈爆炸以后，在39納秒內(nèi)釋放出了2.1乘以10的17次方焦耳能量，大約折合5800萬噸TNT當(dāng)量，由于威力太過巨大，這枚氫彈的火球直徑就有4.6公里，沖擊波和熱輻射甚至能傷害170公里外的暴露人體。氫彈爆炸以后，在1000公里外的芬蘭仍有強烈震感，甚至有居民房屋的玻璃被震碎。
沙皇氫彈爆炸后產(chǎn)生了一個半徑約3.5公里的熔融區(qū)，距離爆炸中心55公里內(nèi)的木質(zhì)房屋被完全摧毀，試驗區(qū)內(nèi)建筑蕩然無存，用于實驗的15000頭動物全部死亡。核科學(xué)家曾計算過，只要一枚沙皇氫彈，就能完全摧毀美國紐約、英國倫敦和法國巴黎這樣的超大城市。幸虧它沒有用于實戰(zhàn)。
▲沙皇氫彈的試爆地點
這件武器是人類有史以來威力最大的炸彈，爆炸的功率達到了太陽的1.4%，爆炸產(chǎn)生地震波被美國偵測到引起里氏5級的地震，整個亞歐大陸都因為這次爆炸被向南移動了9毫米。沙皇氫彈爆炸產(chǎn)生的蘑菇云高度達65公里，這要比地球最高點珠穆朗瑪峰的高度還要高7倍多。
▲最左是「小男孩」原子 彈，最右是沙皇氫彈
氫彈威力理論上是沒有上限的，想要多大當(dāng)量就可以造多大的，氫彈不像原子 彈那樣，核裂變原料有臨界值的限制。這意味著，只要核聚變材料足夠多，就能造出足夠當(dāng)量的氫彈，從這點來說，一顆氫彈的破壞力簡直是細(xì)思恐極。
展開 使用LS-Dyna進行爆破仿真分析 附LS-DYNA使用指南中文版本下載
由于鉆爆法對地質(zhì)條件適應(yīng)性強，開挖成本低，特別適用于堅硬巖石隧道、破碎巖石隧道及大量短隧道的施工，因此鉆爆法仍是當(dāng)前國內(nèi)外常用的隧道開挖方法”——科普中國科學(xué)百科詞條
一、學(xué)術(shù)背景
早在2008，軍械工程學(xué)院的米雙山就基于流固耦合方法采用LS-DYNA進行了爆炸仿真分析。隨著研究不斷進步，人們陸續(xù)將流固耦合運用至相關(guān)領(lǐng)域。郭君等人提出了基于場分離的水下爆炸流固耦合計算方法。劉東岳等人將固耦合應(yīng)用至艦艇艦艇抗水下爆炸的實踐中。
爆炸問題的仿真分析在爆炸力學(xué)研究中正在發(fā)揮著日益重要的作用，LS-DYNA程序作為分析非線性沖擊動力問題的有效工具，可用來成功地模擬各種介質(zhì)中的爆炸過程及各類工程爆破過程。
利用LS-DYNA分析爆炸問題，可采用Lagrange算法，但是在大變形數(shù)值計算中，常會出現(xiàn)單元畸變現(xiàn)象。特別是當(dāng)劃分單元的形狀不規(guī)則時，這種現(xiàn)象尤為突出。對于軸對稱爆炸問題，可以考慮采用SHELL單元軸對稱算法公式（即ANSYS/LS-DYNA中2D-SOLID162單元軸對稱選項），結(jié)合自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)進行分析。
也可采用ALE方法及多物質(zhì)流固耦合方法分析爆炸問題，對空氣、土壤、水以及破壞后的巖石采用ALE網(wǎng)格，對其他的固體結(jié)構(gòu)采用Lagrange網(wǎng)格。利用這一方法，由于材料物質(zhì)在網(wǎng)格中可以流動，因此不存在單元畸變問題。在LS-PREPOST后處理程序中，可通過顯示網(wǎng)格中各種物質(zhì)占有的體積分?jǐn)?shù)來得到不同物質(zhì)之間的界面。可觀察到土體中爆炸地表的鼓包現(xiàn)象等（見后面的分析實例）。
LS-DYNA程序提供了用于模擬炸藥作用的數(shù)值模型，即高能炸藥材料模型結(jié)合一個描述爆生氣體壓力-體積關(guān)系的狀態(tài)方程模型。
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