一类Level Set和VOF的耦合界面捕捉方法

该文根据Level Set方法和VOF方法各自的优缺点,提出一种耦合的界面捕捉方法.该方法利用混合网格的体积份额确定混合网格的距离函数,从而达到提高Level Set方法捕捉运动界面的分辨率、改善守恒性的目的.通过给出的旋转流场和剪切流场的数值算例,说明了本文所提方法的有效性.     

加载速率和加载位置对炸药缝隙扩展过程影响的数值模拟

为研究弱载荷作用下炸药起裂、裂缝扩展过程,分析加载条件对缝隙扩展的影响规律,研究基于钝感炸药的三点弯曲试验,采用考虑了材料的拉压异性、应变率效应,以及损伤失效的本构模型,开展了炸药起裂和裂缝演化过程的数值模拟研究,拟合了主要的计算参数,计算结果与试验数据符合较好,校验了计算模型及其适用性;数值模拟获得了炸药样品中裂缝产生和扩展过程的典型特征图像,分析了加载速率和加载位置对炸药裂缝扩展演化规律的影响。研究表明,初始裂缝尺寸越大,起裂越早;随着加载速率增大,起裂荷载也增大,反映了炸药样品的应变率效应;加载位置偏离初始裂缝位置时,对于不同加载速率情况,样品中的裂缝扩展演化路径差异很大,存在4种破坏模式。     

炸药装药爆炸反应演化过程和约束影响的数值模拟

为分析弱刺激条件下炸药装药反应演化问题和约束条件对炸药爆炸反应的影响,构建了炸药爆炸反应速率增长的唯像模型,采用多介质任意拉式欧拉和流固耦合算法,实现了约束装药局部点火后缓慢燃烧反应到剧烈爆炸反应增长及其与壳体相互作用的数值模拟.基于强约束球形装药中心点火实验,数值模拟分析了约束条件对压装PBX-2炸药爆炸反应压力增长过程的影响,结果表明壳体强度或厚度增加,装药内反应压力的峰值也增大;随着钢壳厚度从5 mm增加到20 mm,压力峰值从163 MPa增大到1357 MPa,而且压力增长过程存在很大的差异,但随着壳体破裂解体,抑制了爆炸向爆轰反应的转变.     

Rayleigh-Taylor不稳定性诱导湍流混合的数值模拟

将传统的k-ε模型应用到RTI引起混合的数值模拟中,模型中起驱动作用的速度梯度由压力和密度梯度取代,给出了合理描述RTI诱导湍流混合特征的湍流产生项的表达式.采用该模型对Youngs和Kucherenko等的常加速度和变加速度条件下的RTI实验进行了数值模拟.通过与实验结果的比较分析,验证了所采用的模型封闭、模型常数、...     

用浮阻力模型研究Rayleigh-Taylor不稳定性诱发混合现象

采用浮阻力模型对不同加速度历史、不同密度比条件下Rayleigh-Taylor不稳定性诱发的物质渗透边界的演化过程进行了计算,揭示了该混合在常加速度和复杂变加速度情况下不同的发展规律,以及气泡和尖顶演化的不对称性随密度比的增大而增强的特性。通过与实验结果的比较分析,验证了该文中模型参数的选取、方程中现象学比例因子的添加和模型假设是合适的。这些结果为将浮阻力模型直接应用到相关的工程设计,取代现有的经验公式提供了理论依据,大大推动了与不稳定性诱发混合现象相关的工程领域的发展。