發(fā)布時(shí)間：2020-09-19 17:27

　　 利用材料學(xué)和高性能計(jì)算機(jī)模擬含能材料在壓制成型過(guò)程中的介觀(guān)力學(xué)變化,不僅可以節(jié)省實(shí)驗(yàn)開(kāi)銷(xiāo),減少實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)也為含能材料的壓制工藝和元件制備提供有益參考。通過(guò)計(jì)算機(jī)構(gòu)建含能材料顆粒的數(shù)字化模型,是含能材料模擬中極其重要的環(huán)節(jié),目前常用的數(shù)字化方法主要構(gòu)建炸藥顆粒規(guī)則排列的二維壓制模型,與實(shí)驗(yàn)中炸藥顆粒在模具內(nèi)的分布存在差距,得到的模擬數(shù)據(jù)也與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差較大。針對(duì)這一問(wèn)題,文中提出了一種含能材料近似球型填充最大化的位移矢量算法,該算法將炸藥顆粒隨機(jī)生成的過(guò)程分為兩步,先控制將要生成顆粒的范圍,減少顆粒間的空隙,后微調(diào)使顆粒排列緊密,提高了炸藥顆粒在模具內(nèi)的填充率;同時(shí)為簡(jiǎn)化研究人員在Linux系統(tǒng)下建模,便于設(shè)置模擬階段的各項(xiàng)參數(shù),設(shè)計(jì)出Uintah inputfile文件生成管理系統(tǒng),通過(guò)調(diào)用上述算法,將尺寸和位置隨機(jī)的炸藥顆粒放入壓制模具內(nèi),得到Uintah程序腳本,構(gòu)建介觀(guān)尺度下炸藥顆粒隨機(jī)排列的三維壓制模型。利用以物質(zhì)點(diǎn)法為核心算法的Uintah程序?qū)φㄋ庮w粒的壓制模型進(jìn)行數(shù)值模擬,借助并行技術(shù)縮短模擬時(shí)間,完成后利用VisIt軟件可視化壓制過(guò)程。分析壓制過(guò)程中規(guī)則排列模型、隨機(jī)排列模型以及實(shí)驗(yàn)中炸藥顆粒的形變、受力和溫度變化趨勢(shì),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文構(gòu)建的炸藥顆粒隨機(jī)排列模型在模擬中的壓力、溫度數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更為吻合,通過(guò)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)中炸藥顆粒壓制后的介觀(guān)結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn),相比于規(guī)則排列模型,隨機(jī)排列模型壓制后得到的炸藥顆粒介觀(guān)結(jié)構(gòu)與實(shí)驗(yàn)炸藥更接近,驗(yàn)證了本文含能材料數(shù)字化方法的合理性和模擬的有效性,同時(shí)為炸藥顆粒壓制實(shí)驗(yàn)提供理論依據(jù)。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類(lèi)】：TQ560.1;TP391.9
【部分圖文】：

按照半徑從大到小生成開(kāi)始第一個(gè)顆粒？否生成是否否是否是是與任意顆粒相交？最大嘗試次數(shù)？最大距離？ 最小半徑？否是生成階段結(jié)束最大失敗嘗試次數(shù)設(shè)為0圖 3.3 生成階段算法流程圖普通隨機(jī)生成效果與優(yōu)化后隨機(jī)生成效果對(duì)比如圖 3.4 所示。

(a)顆粒普通隨機(jī)生成方式 (b)顆粒優(yōu)化后隨機(jī)生成方式圖 3.6 顆粒不同隨機(jī)生成方式效果對(duì)比表 3.1 不同隨機(jī)生成方式平均顆粒數(shù)對(duì)比半徑(單位：mm) 普通生成數(shù)量(單位：個(gè)) 優(yōu)化后生成數(shù)量(單位：個(gè)0.40 7 70.30 6 70.20 22 290.15 19 300.10 97 125假設(shè)傳統(tǒng)規(guī)則排列中顆粒半徑為 0.2mm，表 3.2 為不同排列方式填充率對(duì)比。表 3.2 不同排列方式填充率對(duì)比不同排列方式 填充率常用規(guī)則排列 52.41%普通隨機(jī)排列 45.33%本文算法排列 61.27%

Uintahinputfile文件生成管理系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置過(guò)程

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本文編號(hào)：2822803