氣泡脈動(dòng)在網(wǎng)格過(guò)渡界面的反射模擬研究

山西中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院　吳俁倩

氣泡脈動(dòng)在網(wǎng)格過(guò)渡界面的反射模擬研究

山西中北大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院吳俁倩

在Autodyn中運(yùn)用Euler法對(duì)網(wǎng)格過(guò)渡界面的氣泡脈動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，在相同的邊界條件下，分別對(duì)網(wǎng)格過(guò)渡兩側(cè)的網(wǎng)格比例和起爆點(diǎn)離網(wǎng)格過(guò)渡界面的距離做調(diào)整，發(fā)現(xiàn)在網(wǎng)格過(guò)渡界面存在嚴(yán)重的反射現(xiàn)象，說(shuō)明Euler法在計(jì)算中存在缺陷，不適合水下爆炸問(wèn)題的處理。

氣泡脈動(dòng)；起爆點(diǎn)；過(guò)渡界面；反射界面；數(shù)值模擬

引言

水下爆炸［1］的研究通常采用理論研究，試驗(yàn)法和數(shù)值模擬法，近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬越來(lái)越被廣泛地應(yīng)用，在水下爆炸分析中，數(shù)值模擬被用來(lái)處理在數(shù)學(xué)分析法無(wú)法求解或者難以控制的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。目前在眾多數(shù)值模擬軟件中比較常用的有 LS-DYNA、ABAQUS、AUTODYN、DYTRAN、NAS

TRAN、ADINA、DYNA、ASKA等。其中Autodyn軟件擁有拉格朗日、歐拉任意拉格朗日歐拉和光滑粒子流體動(dòng)力等多個(gè)求解器。其中歐拉算法適合于描述液體和氣體的行為，自由邊界面和材料的交界面可以通過(guò)固定的歐拉網(wǎng)格來(lái)表達(dá)，大變形或者有流動(dòng)的情形并不會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)格畸變［2］。

1水下爆炸模型建立及分析

1.1水下爆炸模型

本文的模擬采用了AUTODYN的二維模擬方法，使用歐拉算法進(jìn)行計(jì)算，采用二維計(jì)算方法相對(duì)于三維來(lái)說(shuō)，可以大幅度縮小計(jì)算規(guī)模，可以劃分為較為細(xì)密的網(wǎng)格，計(jì)算精度大為提高。在計(jì)算過(guò)程中，網(wǎng)格劃分的質(zhì)量直接影響計(jì)算的精度及計(jì)算能否順利運(yùn)行，網(wǎng)格的過(guò)渡方式會(huì)影響計(jì)算結(jié)果物理量的時(shí)間歷程的發(fā)展規(guī)律，因此在建模過(guò)程中采用了均勻網(wǎng)格劃分［3］。……