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<p class="ql-align-center"><strong>LS-DYNA中的點火增長模型應用（3）：3D SPH算法的PBX9501炸藥沖擊起爆過程仿真</strong></p><p class="ql-align-justify">關鍵詞：<strong>沖擊起爆過程；點火增長模型；3D SPH算法；平板撞擊；PBX9501炸藥</strong></p><p class="ql-align-justify

，坍塌深度達2.29 cm；文末最后亦提供了基于SPH算法的靶材侵徹結果，通過采用局部SPH粒子細分的方法建立不同密度的靶材SPH單元來模擬彈體的高速侵徹行為，通過能量曲線發現其侵徹結果更加穩定，沒有過多紊亂情況，為采用更加高效的有限元建模算法來研究侵徹失效行為提供了依據。

<ol><li class="ql-align-center"><strong>內容簡介</strong></li></ol><p>該案例以藥柱在混凝土內部爆炸為例，講解如何采用SPH_FEM耦合算法實現藥柱爆炸對混凝土損傷的數值模擬。

在AUTODYN中使用SPH算法模擬炸藥的爆炸過程，爆轟產物邊界處的粒子較為分散，精度不高，在PARTS的SPH模塊，Solver中，有粘度項、光滑長度項等設置，但是具體的光滑長度值不知如何設置。同時，增大粒子數也沒有得到較好地計算結果，請問應該修改AUTODYN中哪些和SPH相關的設置可以提高計算精度呢

傳統的有限元方法在求解流固耦合問題時存在許多困難，而FEM-SPH(有限元-光滑粒子法)在求解流固耦合問題時可以完美解決這個問題，FEM-SPH耦合算法可以作為一種新的思路求解流固耦合問題。本案例中采用FE-SPH耦合算法有效地模擬了高突水問題對露天臺階的影響，露天臺階采用FEM有限元模型，高位水庫采用SPH粒子，可以實現流體與固體系統的動態耦合分析。

粒子拋擲效果及損傷分布與相關文獻中基本一致，驗證了FE耦合SPH算法的合理性，可用于磨粒精密加工領域。

</p><p>基于此，發展了將SPH與FEM進行耦合的方法，有FEM-SPH固定和FEM-SPH自適應兩種算法。FEM-SPH固定耦合算法在模型中變形較大的部分使用SHP算法，其余部分使用FEM，FEM與SPH邊界采用接觸方式進行連接；有別于固定耦合算法，自適應FEM-SPH算法是將失效的拉格朗日單元自動轉換為SPH粒子，無需單獨創建SPH單元，原理如下圖。

在刀具切削仿真領域，應用SPH算法進行金剛石刀具切削工件逐漸成為一個熱點。應用SPH算法表征材料在加工過程中的磨屑狀態、損傷情況、亞表面裂紋擴展對于揭示刀具切削原理更加直觀高效，是此方法的最大優勢之處。關于SPH算法的原理及建模思路本帖不加說明，讀者可自行前往技術鄰平臺搜索閱覽。本帖主要給出金剛石磨粒在加工過程中形成的SPH磨屑狀態分布云圖方法。

LS-DYNA中，通過FEM-SPH方法可較好地模擬爆破飛石的效果，該方法可用于研究碎塊的分布趨勢，飛濺速度、位移等運動軌跡，對于損傷的塊度、粒度分析則存在缺陷。 與自適應方法不同，炸藥與部分巖石區域為單獨的粒子算法，周圍巖石為拉格朗日單元算法，能節省大量的計算時間。

<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。