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國(guó)防軍工與戰場模拟

應用概況

對(duì)于爆炸沖擊波載荷下裝備與建築的沖擊模拟,業内多采用 “ 沖擊波載荷+結構毀傷阈值 ” 來綜合評估其毀傷效應與安全防護效果;數值仿真可以準确模拟出沖擊波載荷的動态傳播途徑與載荷大小,再通過(guò)規範中的臨界值快速校核該裝備與建築是否安全。數值模拟過(guò)程中,可以通過(guò)定義結構或材料的失效模式,來模拟結構的動态破壞。

在戰場模拟、損傷評估、武器終點效應等應用場景引入數值仿真技術,可快速、準确、安全地得到整體與局部數據,對(duì)昂貴的物理試驗進(jìn)行部分替代。

水下爆炸對(duì)艦隊的損傷模拟

飛行器受沖擊波作用時的表面(miàn)應力變化

建築物被彈頭高速侵徹

 

 

仿真方案

對(duì)于高度非線性物理現象( 沖擊、爆炸與穿透等 ),可以采用高精度歐拉求解器或物質點求解器進(jìn)行模拟。以城市沖擊波傳播爲例,該算例采用三維結構網格和物質點耦合求解,網格數量約 10 億,物質點數量約 3000 萬,CPU 并行核數爲 2400 核,在某單位内部超算中心集群進(jìn)行跨計算節點求解。

在 SimArk Dynamics 軟件中,流體域采用基于多組分模型的擴散界面(miàn)多相流有限體積算法,固體域采用物質點方法模拟,爆炸當量設定爲 200 萬噸 TNT ,模型的底部爲固壁邊界,其餘邊界采用出流邊界。空間離散爲 2 階迎風格式、時間離散爲 1 階向(xiàng)前歐拉格式,時間步長(cháng)根據 CFL 條件自動計算。

城市反恐評估

/ 其他行業應用