Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Диссертационная работа:

Рубцова Варвара Петровна. Двумерное численное моделирование процессов физики взрыва и удара методом SPH на основе решения задачи Римана : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.18.- Москва, 2001.- 82 с.: ил. РГБ ОД, 61 02-5/1152-9

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Перечень условных обозначении 5

Введение 8

1. Обзор проблемы численного моделирования задач физики взрыва и удара решения 11

1.2. Выбор численного метода решения 12

Выводы по первой главе 17

2. Математическое описание процессов физики взрыва и удара 18

2.1. Система дифференциальных уравнений упруго-пластической среды в двумерной осесимметричной геометрии 18

2.2. Выбор уравнений состояний 20

2.2.1. Выбор уравнения состояния для твердых тел 20

2.2.2. Выбор критериев пластичности и прочности 20

2.2.3. Выбор уравнения состояния для продуктов детонации взрывчатого вещества 22

2.3. Модель расчета детонации 23

2.4. Начальные и граничные условия 25

Выводы по второй главе 27

3. Численный метод сглаженных частиц (SPH) на основе решения задачи Римана. 28

3.1. Описание метода SPH на основе решения задачи Римана 28

3.2. Описание алгоритма программы расчета двумерных упруго-пластичеких течений 30

3.3. Проверка устойчивости счета 3 7

3.4. Программа двумерного численного моделирования 40

3.4.1. Описание принципа построения программы двумерного численного моделирования 40

3.4.2. Блок численного расчета параметров процесса задач физики взрыва и удара 42

3.4.3. Блок обработки результатов численного моделирования 43

Выводы по третьей главе 44

4. Сравнение экспериментальных данных с результатами численного моделирования 45

4.1. Газокумулятивный заряд для разгона сферических металлических элементов 45

4.2. Устройство взрывного метания, использующее кумулятивный эффект 49

4.3. Трехкаскадное метательное устройство 53

4.4. Метательное устройство, использующее цилиндрическую кумуляцию 56

4.5. Проникание компактного ударника в толстую преграду 61

4.6. Кумулятивный заряд 63

4.7. Стандартный осколочный цилиндр 66

4.8. Сравнение с расчетом по одномерной методике 70

Выводы по четвертой главе 74

Заключение 76

Список используемой литературы 78 

Введение к работе:

Диссертация посвящена численному моделированию методом SPH на основе решения задачи Римана процессов физики взрыва и удара, таких как: высокоскоростное метание тел, кумуляция, метание осесиммет-ричных оболочек продуктами детонации и проникание тел с большой скоростью в преграды.

Актуальность темы. Активное использование методов численного моделирования при разработке новых конструкций позволяет резко сократить сроки научных и конструкторских разработок. А так же, в тех случаях, когда реальный эксперимент трудно осуществим и информация о процессе носит нечеткий, косвенный характер, математическое моделирование служит практически единственным инструментом исследования. Процессы физики взрыва и удара связаны с совокупностью сложных явлений, включающих в себя разнообразные физические процессы, как, например, детонация ВВ, распространение сильных ударных волн, разрушение материалов и другие, связанные в первую очередь с большим выделением энергии, высокими давлениями и большими деформациями. Подбор адекватной численной модели позволит уточнить физику происходящих явлений и заменить часть экспериментов моделированием.

Целью работы явилась разработка:

- численной модели расчета процессов физики взрыва и удара по алгоритму SPH на основе решения задачи Римана;

- программного кода для прямого моделирования процессов физики взрыва и удара.

Научная новизна работы заключается: - в адаптации метода SPH на основе решения задачи Римана для решения задач физики взрыва; для этого в алгоритм внесена методика расчета детонации ВВ и подобрано уравнение состояния для продуктов детонации; - в решении задач высокоскоростного метания тел, кумуляции, метания осесимметричных оболочек продуктами детонации с использованием составленной программы методом прямого вычислительного эксперимента (т.е. сквозным счетом) без каких-либо дополнительных искусственных ограничений кинематического и расчетного характера, свойственных сеточным методам. На защиту выносятся следующие положения:

- процессы детонации конденсированных ВВ и связанные с ними процессы ударно-волнового нагружения продуктами взрыва твердых тел адекватно моделируются методом SPH на основе решения задачи Ри- мана;

- расчетным путем установлено, что применение уравнения состояния Джона-Вилкинса-Ли (J-W-L) для продуктов детонации допустимо в комбинации с акустическим решением задачи распада разрыва и позволяет методом SPH на основе решения задачи Римана получать надежные вычислительные результаты при решении широкого круга задач взрывного и ударного нагружения.

Достоверность результатов обусловлена корректной постановкой задачи, применением математически обоснованных методов ее решения, сравнением результатов с экспериментальными данными.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на:

- XXVI Научно-технической конференции «Проектирование систем» февраль, 1999,

- XXVIII Научно-технической конференции «Проектирование систем» февраль, 2001,

- и опубликованы в работах [1—5].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка используемой литературы.

В первой главе отмечены основные проблемы, возникающие при моделировании процессов физики взрыва и удара, приведен обзор существующих методов численного моделирования и выбран наиболее подходящий.

Во второй главе приводится полное математическое описание задач физики взрыва и удара.

В третьей главе описан метод численного моделирования SPH на основе решения задачи Римана, приведен осесимметричный алгоритм с учетом процессов детонации и проверки сплошности среды. Приводится описание структуры программы, созданной на основе данного алгоритма.

В четвертой главе приводится сравнение результатов численного моделирования с экспериментальными данными и результатами расчетов, полученными другими авторами.

В заключении сформулированы основные выводы о пригодности данной численной модели к решению задач физики взрыва и удара.

Подобные работы
Антимонов Максим Сергеевич
Численно-аналитические методы решения задач теплопроводности на основе ортогональных методов взвешенных невязок
Стыврин Андрей Вадимович
Численные схемы на основе конечно-объ#мных/конечно-элементных аппроксимаций для решения задач длинноволновой гидродинамики
Меньшов Игорь Станиславович
Методы обобщенной задачи Римана в вычислительной гидродинамике
Шагарова Анжелика Анатольевна
Математическое моделирование процесса течения высоковязких жидкостей с маловязким пристенным слоем в шнековых машинах
Перегудин Сергей Иванович
Математическое моделирование процесса распространения волн в жидких и сыпучих средах
Максимов Дмитрий Юрьевич
Математическое моделирование процессов горения в предварительно перемешанной газовой смеси
Жуков Артем Владимирович
Моделирование процессов управления качеством предоставления сервисов в системах дистанционного обучения, использующих технологии Интернет
Куканов Николай Иванович
Математическое моделирование процессов деформирования пластин и пологих оболочек методом граничных интегральных уравнений
Малиновская Елена Александровна
Аналитическое и численное моделирование процессов на границе атмосфера - поверхность песчаной почвы при ветре
Сафиуллин Рафаиль Каримович
Математическое моделирование процессов в низкотемпературной плазме тлеющего разряда применительно к CO2- и CO-лазерам

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net