多介質拉氏自適應流體動力學軟件LAD2D研制及其應用
2014-07-21 08:22:01王瑞利林忠溫萬治魏蘭林文洲
計算機輔助工程 2014年2期
王瑞利 林忠 溫萬治 魏蘭 林文洲
摘要：拉氏方法是內爆動力學過程數值模擬的主要方法.針對高溫、高壓、多介質和大變形等內爆問題，采用非結構任意多邊形網格底層管理、計算過程中網格鄰域可變技術，以及拉氏自適應網格加密方法和層次化、模塊化程序設計思想，自主研發非結構拉氏自適應網格流體動力學軟件LAD2D.從物理模型、計算方法、程序設計、程序驗證與確認、大變形問題數值模擬等方面系統地介紹LAD2D.LAD2D對多介質爆轟彈塑性流體大變形問題有很強的適應能力.
關鍵詞：多介質； 大變形； 非結構網格； 任意多邊形網格； 自適應網格； LAD2D
中圖分類號： TB115.1；TP319
文獻標志碼：B
0 引 言
拉氏方法是高溫高壓多介質內爆流體動力學過程數值分析的主要方法，其特點是以物質坐標為基礎，其描述的網格單元以類似于“雕刻”的方式劃分在用于分析的結構上，即拉氏方法描述的網格和分析的結構是一體的，網格節點即為物質點.采用這種分析方法，結構形狀的變化與有限元網格的變化完全一致，物質不會在單元與單元之間發生流動.這種方法的主要優點是能夠非常精確地描述結構邊界的運動，但在處理大變形問題時，由于算法本身的限制，會出現嚴重的網格畸變現象.
二維拉氏自適應流體動力學程序（Lagrangian Adaptive hydro Dynamics code in 2D space，LAD2D）是結合二維流體力學數值方法的最新研究成果，是特別針對復雜工程和強間斷復雜流體大變形問題的數值模擬而自主研發的二維非結構拉氏自適應高可信度流體動力學程序.LAD2D程序以四邊形網格為主、非結構任意多邊形網格為輔，是有限體積格式的通用爆轟彈塑性流體動力學的數值模擬程序，特別適合求解各種二維內爆、高速碰撞等流動問題.
1 物理模型
物理模型采用柱對稱爆轟彈塑性流體動力學模型以及多介質、自由面、固壁和滑移界面模型，考慮復雜狀態方程、爆轟模型和各種黏性（人為黏性、沙漏黏性和子網格壓力等）的簡單理想塑性模型.
摘要：拉氏方法是內爆動力學過程數值模擬的主要方法.針對高溫、高壓、多介質和大變形等內爆問題，采用非結構任意多邊形網格底層管理、計算過程中網格鄰域可變技術，以及拉氏自適應網格加密方法和層次化、模塊化程序設計思想，自主研發非結構拉氏自適應網格流體動力學軟件LAD2D.從物理模型、計算方法、程序設計、程序驗證與確認、大變形問題數值模擬等方面系統地介紹LAD2D.LAD2D對多介質爆轟彈塑性流體大變形問題有很強的適應能力.
關鍵詞：多介質； 大變形； 非結構網格； 任意多邊形網格； 自適應網格； LAD2D
中圖分類號： TB115.1；TP319
文獻標志碼：B
0 引 言
拉氏方法是高溫高壓多介質內爆流體動力學過程數值分析的主要方法，其特點是以物質坐標為基礎，其描述的網格單元以類似于“雕刻”的方式劃分在用于分析的結構上，即拉氏方法描述的網格和分析的結構是一體的，網格節點即為物質點.采用這種分析方法，結構形狀的變化與有限元網格的變化完全一致，物質不會在單元與單元之間發生流動.這種方法的主要優點是能夠非常精確地描述結構邊界的運動，但在處理大變形問題時，由于算法本身的限制，會出現嚴重的網格畸變現象.
二維拉氏自適應流體動力學程序（Lagrangian Adaptive hydro Dynamics code in 2D space，LAD2D）是結合二維流體力學數值方法的最新研究成果，是特別針對復雜工程和強間斷復雜流體大變形問題的數值模擬而自主研發的二維非結構拉氏自適應高可信度流體動力學程序.LAD2D程序以四邊形網格為主、非結構任意多邊形網格為輔，是有限體積格式的通用爆轟彈塑性流體動力學的數值模擬程序，特別適合求解各種二維內爆、高速碰撞等流動問題.
1 物理模型
物理模型采用柱對稱爆轟彈塑性流體動力學模型以及多介質、自由面、固壁和滑移界面模型，考慮復雜狀態方程、爆轟模型和各種黏性（人為黏性、沙漏黏性和子網格壓力等）的簡單理想塑性模型.
摘要：拉氏方法是內爆動力學過程數值模擬的主要方法.針對高溫、高壓、多介質和大變形等內爆問題，采用非結構任意多邊形網格底層管理、計算過程中網格鄰域可變技術，以及拉氏自適應網格加密方法和層次化、模塊化程序設計思想，自主研發非結構拉氏自適應網格流體動力學軟件LAD2D.從物理模型、計算方法、程序設計、程序驗證與確認、大變形問題數值模擬等方面系統地介紹LAD2D.LAD2D對多介質爆轟彈塑性流體大變形問題有很強的適應能力.
關鍵詞：多介質； 大變形； 非結構網格； 任意多邊形網格； 自適應網格； LAD2D
中圖分類號： TB115.1；TP319
文獻標志碼：B
0 引 言
拉氏方法是高溫高壓多介質內爆流體動力學過程數值分析的主要方法，其特點是以物質坐標為基礎，其描述的網格單元以類似于“雕刻”的方式劃分在用于分析的結構上，即拉氏方法描述的網格和分析的結構是一體的，網格節點即為物質點.采用這種分析方法，結構形狀的變化與有限元網格的變化完全一致，物質不會在單元與單元之間發生流動.這種方法的主要優點是能夠非常精確地描述結構邊界的運動，但在處理大變形問題時，由于算法本身的限制，會出現嚴重的網格畸變現象.
二維拉氏自適應流體動力學程序（Lagrangian Adaptive hydro Dynamics code in 2D space，LAD2D）是結合二維流體力學數值方法的最新研究成果，是特別針對復雜工程和強間斷復雜流體大變形問題的數值模擬而自主研發的二維非結構拉氏自適應高可信度流體動力學程序.LAD2D程序以四邊形網格為主、非結構任意多邊形網格為輔，是有限體積格式的通用爆轟彈塑性流體動力學的數值模擬程序，特別適合求解各種二維內爆、高速碰撞等流動問題.
1 物理模型
物理模型采用柱對稱爆轟彈塑性流體動力學模型以及多介質、自由面、固壁和滑移界面模型，考慮復雜狀態方程、爆轟模型和各種黏性（人為黏性、沙漏黏性和子網格壓力等）的簡單理想塑性模型.
