界面不穩(wěn)定性是自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容,是天體物理、地球物理、ICF等眾多學(xué)科共同關(guān)心的問題之一。以往的研究大多是針對(duì)流體界面不穩(wěn)定性發(fā)展規(guī)律的,隨著工程問題的逐步明確,工程應(yīng)用的界面不穩(wěn)定性發(fā)展大多會(huì)涉及到強(qiáng)度介質(zhì)界面,強(qiáng)度介質(zhì)界面不穩(wěn)定性發(fā)展越來越成為應(yīng)用中的主要問題之一。因此,深入探討強(qiáng)度介質(zhì)在復(fù)雜持續(xù)加載以及強(qiáng)沖擊作用下誘發(fā)的界面不穩(wěn)定性問題,對(duì)于自然科學(xué)研究以及重大工程項(xiàng)目的順利開展意義重大。本文首先針對(duì)界面不穩(wěn)定性問題的研究需要,在彈塑性流體力學(xué)歐拉方法基礎(chǔ)上進(jìn)行了混合網(wǎng)格封閉性模型、爆轟、自適應(yīng)網(wǎng)格加密等計(jì)算功能擴(kuò)展,設(shè)計(jì)了根據(jù)流場(chǎng)情況確定合適計(jì)算區(qū)域的算法,能夠有效提升計(jì)算效率。其次,利用定常及簡(jiǎn)單變加速度條件下界面不穩(wěn)定性問題,對(duì)程序的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)中的理論和計(jì)算結(jié)果符合。對(duì)定常加速度下金屬界面不穩(wěn)定性的計(jì)算,得到強(qiáng)度材料界面擾動(dòng)不發(fā)展的穩(wěn)定性條件,與不可壓縮彈塑性介質(zhì)的理論結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。第三,以斜波加載條件下金屬界面不穩(wěn)定性問題為對(duì)象,構(gòu)造了斜波加載條件緩慢加速金屬飛片。通過改變擾動(dòng)波長(zhǎng)、振幅、飛片厚度、材料屈服強(qiáng)度等因素,研究... 

【文章來源】：中國(guó)工程物理研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：107 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖２．１?ＬＸ－１７在持續(xù)沖擊壓力下的壓力歷史曲線??

?基本一致。其中，下標(biāo)Ｎ和ＣＪ分別為尖點(diǎn)和Ｃ－Ｊ狀態(tài)。以１４．９７ＧＰａ持續(xù)壓力沖擊ＬＸ－１７??炸藥，計(jì)算網(wǎng)格為〇．〇〇５ｍｍ，圖２．１展示了不同時(shí)刻的壓力空間分布，爆轟波經(jīng)過一段??距離形成穩(wěn)定爆轟。??對(duì)于柱形炸藥從一端起爆，爆轟波沿著炸藥向另一端傳播，由于側(cè)面的稀疏效應(yīng)，??與一維爆轟相比爆速會(huì)降低，即炸藥的直徑效應(yīng)。對(duì)于ＰＢＸ９５０２炸藥柱，以３１．５ＧＰａ??壓力沖擊藥柱引爆炸藥，圖２．２為爆轟波在藥柱內(nèi)的傳播速度與藥柱的曲率關(guān)系，其中，??實(shí)心點(diǎn)線為實(shí)驗(yàn)結(jié)果Ｐ８７］，空心點(diǎn)線為計(jì)算結(jié)果�？招姆叫螢椋埃保恚砭W(wǎng)格結(jié)果，空心圓??為０．０２５ｍｍ結(jié)果，可以看到，數(shù)值模擬結(jié)果有收斂到實(shí)驗(yàn)值的趨勢(shì)。另外，當(dāng)爆速低??于７．３ｋｍ／ｓ時(shí)爆轟波會(huì)逐漸熄滅［１８７］，在計(jì)算中也觀察到，較小的藥柱在較高的沖擊壓力??下（３１．５ＧＰａ），爆轟波在藥柱內(nèi)能夠持續(xù)較長(zhǎng)距離，但是，在較低的沖擊壓力下（如??１４ＧＰａ）爆轟波傳播較短距離就熄滅了。???表２．１?炸藥ＴＡＴＢ穩(wěn)定爆轟狀態(tài)???ｖｏｎ?Ｎｅｕｍｍａｎ?尖點(diǎn)?ＣＪ?點(diǎn)???Ｄ?／ｋｍｘｓ＇１?ＰＮ?／ＧＰａ?ＶＮ／Ｖ〇?ＵＮ?／ｋｍ＾ｓ－１?ＰＣＪ?／ＧＰａ?ＶＣｊＡ＾〇?Ｕｇ／ｋｎｉｘｓ＇１??實(shí)驗(yàn)?７．５％?３５．５?０．６７５７?２．４６０?２７．５?０．７４９２?１．９１??計(jì)算?７．６７５?３６．０?０．６７５２?２．４８３?２８．３?０．７４３０?１．９６??ｊ?■?ｉ?■?■?■?？?ｉ?＇?■?■?■?！?■?■?■?■■?ｉ?？?■■?■??Ｓ?—－ｆ、－１??Ｉ?：??１０?－?－??０?

擾動(dòng)區(qū)保護(hù)塊，即與擾動(dòng)塊相鄰的網(wǎng)格塊（可以跨加密級(jí)）。自適應(yīng)計(jì)算區(qū)域算法假設(shè)??擾動(dòng)的發(fā)展是連續(xù)展開的，僅需檢測(cè)擾動(dòng)塊及其保護(hù)塊的擾動(dòng)狀態(tài)，時(shí)間積分僅在擾動(dòng)??塊上推進(jìn)。擾動(dòng)區(qū)與擾動(dòng)區(qū)保護(hù)塊的關(guān)系如圖２．３所示。值得注意的是，在計(jì)算所有網(wǎng)??格塊的時(shí)間積分算法中，子塊發(fā)生擾動(dòng)父塊也標(biāo)記發(fā)生擾動(dòng)，與僅計(jì)算葉網(wǎng)格塊不同，??不論該鄰塊是否為葉網(wǎng)格塊，擾動(dòng)都會(huì)影響擾動(dòng)塊的父塊的鄰塊。??Ｘ??Ｘ?——９！?Ｍ???Ｘ?Ｘ?ＸＸ??Ｔｉｆ！??Ｘ?——??Ｘ???ｎ???ＸＸ?ＸＸ??Ｘ?ｘ?Ｘ??（ａ）僅計(jì)算葉網(wǎng)格塊?（ｂ）計(jì)算所有網(wǎng)格塊??實(shí)心圓為受擾動(dòng)塊，空心圓為遞歸產(chǎn)生的擾動(dòng)塊，叉號(hào)為擾動(dòng)區(qū)保護(hù)塊??圖２．３擾動(dòng)區(qū)保護(hù)塊示意圖??在初始化完計(jì)算塊數(shù)據(jù)，根據(jù)不同的算法，如葉網(wǎng)格塊推進(jìn)或推進(jìn)所有網(wǎng)格塊，檢??測(cè)相應(yīng)網(wǎng)格塊的擾動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而設(shè)置擾動(dòng)區(qū)保護(hù)塊，形成初始的擾動(dòng)標(biāo)記。在時(shí)間推進(jìn)??之前，先設(shè)置擾動(dòng)區(qū)保護(hù)塊，再檢測(cè)計(jì)算塊的擾動(dòng)狀態(tài)，計(jì)算僅限于擾動(dòng)塊。??統(tǒng)一時(shí)間步長(zhǎng)、自適應(yīng)計(jì)算區(qū)域的時(shí)間積分算法的計(jì)算流程如下：??Ｉ．


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