基于ALE,CEL和SPH方法的球形破片高速冲击充液结构对比研究

来源：计算力学学报杂志2022年第6期北京时间：

作者：张宇,王彬文,刘小川

单位：中国飞机强度研究所, 西安 710065,结构冲击动力学航空科技重点实验室, 西安 710065,中国飞机强度研究所, 西安 710065,结构冲击动力学航空科技重点实验室, 西安 710065,中国飞机强度研究所, 西安 710065,结构冲击动力学航空科技重点实验室, 西安 710065

摘要：为研究ALE,CEL和SPH方法在高速冲击流固耦合动力学数值分析中的差异性,开展球形破片高速冲击充液结构数值模拟研究。建立经文献资料验证的ALE,CEL和SPH三种动力学模型,研究了流体压力变化、形成的空腔尺寸、破片速度衰减变化和充液结构变形等模拟精度,并分析相应的计算成本。结果表明,ALE,CEL和SPH三种方法均能有效模拟破片高速冲击充液结构的流固耦合动力学过程;ALE方法预测的空腔尺寸精度较高;CEL方法预测的流体压力、破片速度衰减和充液结构变形精度较高;SPH方法预测的空腔尺寸、破片速度衰减精度较高;当网格尺寸一致时, SPH方法计算时长约为ALE和CEL方法的两倍,但SPH方法前后处理更加简便。

关键词：流固耦合,冲击动力学,ALE方法,CEL方法,SPH方法,数值模拟,

基金资助：机械结构强度与振动国家重点实验室开放课题(SV2019-KF-23)资助项目.