弹靶高速碰撞碎片云团形成SPH模拟

bigfacecat

随着我国空间探索计划的飞速发展，空间飞行器对空间碎片的防护问题显得越来越紧迫。防护方案的设计依据是弹丸超高速碰撞薄板所形成的碎片云团的动力特性。为了达到理想的防护效果，需要对弹丸超高速碰撞薄板所形成的碎片云团的特性进行细致而全面的了解。虽然目前已根据二级轻气炮实验得到了碰撞速度为5～7 km／s的一些经验数据，但对碎片云团特性的全面了解还不深入，特别是对于10 km／s左右的碰撞速度条件，实验室还难以达到，因此只能用数值模拟技术对防护结构的防护性能进行预测性研究。由于弹丸超高速碰撞薄板形成碎片云团的过程是一个大变形过程，当采用常规有限
元方法处理时，局部可能出现计算网格扭曲造成的计算结果严重失真，并且网格重构与细化将大量消耗计算资源，使得计算分析等工作难以进行。采用粒子方法可以避免高维拉氏网格方法中的网格缠绕和扭曲等问题，因而特别适合于计算有大变形存在的高速碰撞问题。
       光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics，简记为SPH)方法的基本思想是将整个流场的物质离散为一系列具有质量、速度和能量的“粒子”，然后通过一个称为“核函数”的积分进行“核函数估值”，从而求得流场中不同位置在不同时刻的各种动力学量。这是一种纯拉氏的粒子方法，本质上不需要使用网格，且逻辑简单。自从L．D．Libersky等将材料强度效应引入SPH方法，成功地开展了高速碰撞数值模拟的计算之后，G．R．Johnson等、J．Campbell等先后在侵彻贯穿方面的数值计算取得了有意义的结果。A．N．Parshikov等基于黎曼解的思想，提出用黎曼解来描述粒子之间的相互作用，在改善界面计算精度的方面取得了一定的效果。
     将用改进的SPH方法数值计算三维轴对称坐标下的弹丸超高速碰撞薄板的问题，给出碎片云形成的过程。
     本帖只是抛砖引玉，还有许多改进工作需做，希望与同行交流！（不要拍砖）

bigfacecat

需要说明的是 例子为铜弹丸以6776m/s速度碰撞钢靶板

汪洋1234

SPH确实是个解决HVI问题的好办法

ywh362568

SPH确实是个解决HVI问题的好办法
汪洋1234 发表于 2009-3-12 20:26

传个之前做练习的视频,我才算刚起步,就不多说了
过段时间来讨论!
谢谢分享

bigfacecat

有些粗糙哦

304pz

做的相当可以,可以作为sph教程了

FreddyMusic

bigfacecat,

The image looks not bad, do you have an animation or movie to illustrate your idea ?

Still I have a question, how many chance a space garbage would hit on a space station ? any historical recording ?

qqoo503

高手真多。。太深奥了，我连有预应力的模态分析还没搞定。。哎～

alexwon

为什么是方形的？

ningxi

请问如果是亚弹速的话，该如何做呢？

huaijuliu

我学习来了。。。

cfem

随着我国空间探索计划的飞速发展，空间飞行器对空间碎片的防护问题显得越来越紧迫。防护方案的设计依据是弹丸超高速碰撞薄板所形成的碎片云团的动力特性。为了达到理想的防护效果，需要对弹丸超高速碰撞薄板所形成的 ...
bigfacecat 发表于 2009-3-12 20:16

A quick question : How do you evaluate you simulation results? seems tome that the particle is sort of messy and some particles are soisolated that it flies away... Is it realistic? I doubt it....

毛鸭逗逗

可以分享一下你的k文件吗，我想学习一下，谢谢      maoyalalala@163.com

gaoyan1233157

楼主，你好，请问下你如果是sph与FE耦合的话，粒子与单元接触地方如何处理，谢谢

soleshuai

gaoyan1233157 发表于 2013-2-27 09:16
楼主，你好，请问下你如果是sph与FE耦合的话，粒子与单元接触地方如何处理，谢谢 ...

之间定义绑定接触就可以

soleshuai

我发现用SPH做仿真时，虽然过程反映的更真实点，但结果精度不高