計算爆炸力學

《計算爆炸力學》是2015年2月出版的圖書，作者是寧建國。

基本介紹

• 書名：計算爆炸力學
• 又名：Computational Explosion Mechanics
• 作者：寧建國
• ISBN：9787118100365
• 頁數：260
• 定價：68.00
• 出版社：國防工業出版社
• 出版時間：2015年2月 
• 裝幀：平裝
• 開本：16

書籍信息

書名計算爆炸力學

書號978-7-118-

10036-5

作者寧建國

出版時間2015年2月

譯者

版次1版1次

開本16

裝幀平裝

出版基金國防科技圖書出版基金

頁數260

字數318

中圖分類O38

叢書名

定價68.00

內容簡介

本書共10章。主要內容包括Euler形式流體動力學基本方程組的建立、有限差分方法基本理論、典型Euler程式及Euler方法中的多物質界面處理方法、複雜結構格線生成、數據分析及可視化、大規模數值計算、材料動態本構模型等。

書中既有基礎理論和算法，也有重要的實際套用結果，突出反映了作者多年來在計算爆炸力學基礎研究的一些領域取得的原創性研究成果。本書既可作為爆炸力學、彈藥工程、安全工程等專業的科研人員和工程技術人員的理論參考書，也可作為相關專業本科生和研究生的教材與參考書。

目錄

第1章緒論1

1.1計算爆炸力學研究進展1

1.2國內外爆炸力學仿真程式研究概況3

參考文獻6

第2章Euler形式的動力學基本方程組9

2.1三維Descartes直角坐標系中的流體力學方程組9

2.2三維曲線坐標系中的流體力學方程組15

2.2.1球坐標系中動力學基本方程組19

2.2.2柱坐標系中動力學基本方程組20

2.3流體彈塑性歐拉方程組22

2.4小結23

參考文獻23

第3章有限差分方法基本理論24

3.1定解問題的有限差分離散24

3.1.1定解區域的離散24

3.1.2控制方程的離散25

3.1.3初邊界條件的離散27

3.2拋物型方程的差分格式29

3.3雙曲型方程的差分格式33

3.4差分方程的相容性、收斂性和穩定性40

3.4.1相容性40

3.4.2收斂性41

3.4.3穩定性43

3.4.4賴克斯(Lax)定理54

3.5差分方程的耗散性和色散性55

3.6非線性發展方程60

3.6.1非線性發展方程基本性質60

3.6.2非線性發展方程間斷解性質63

3.6.3守恆型方程的廣義解63

3.6.4弱解的唯一性條件64

3.7小結69

參考文獻69

第4章典型差分程式70

4.1質點格線法70

4.1.1流體方程組71

4.1.2格線與變數配置71

4.1.3壓力效應計算72

4.1.4質點坐標的確定73

4.1.5輸運計算74

4.1.6炸藥爆炸效應75

4.1.7穩定性76

4.1.8PIC方法的改進76

4.1.9質點映射算法77

4.2標誌格線法81

4.2.1控制方程組81

4.2.2格線與變數配置81

4.2.3求預估值u～,v～81

4.2.4示蹤點計算82

4.2.5標誌格線法的套用83

4.3流體格線法83

4.3.1格線設定與控制過程83

4.3.2壓力效應步84

4.3.3輸運步85

4.3.4穩定性87

4.3.5總能量守恆檢驗87

4.3.6PLIC方法討論88

4.4HELP和MOCL方法88

4.4.1控制方程組88

4.4.2程式總框91

4.4.3守恆方程分裂93

4.4.4彈塑性效應和屈服判據94

4.4.5材料交界面計算95

4.4.6HELP程式套用及改進98

4.4.7MOCL方法98

4.5MMIC方法99

4.5.1守恆方程組99

4.5.2應力應變關係99

4.5.3計算域和方程組的離散100

4.5.4運算元分裂101

4.5.5人工粘性103

4.5.6應力偏量的計算103

4.5.7壓力效應步104

4.5.8輸運步106

4.6小結108

參考文獻108

第5章多物質界面處理方法110

5.1VOF方法110

5.1.1Hirt Nichols的VOF方法111

5.1.2二維Youngs方法112

5.1.3SLIC方法113

5.1.4三維Youngs方法114

5.2模糊界面方法120

5.2.1體積比計算120

5.2.2格線分類122

5.2.3輸運量的計算123

5.2.4模糊輸運表及輸運方法124

5.3Level Set及Particle Level Set方法126

5.3.1Level Set方法127

5.3.2Particle Level Set 方法139

5.4小結146

參考文獻147

第6章Euler有限差分方法的並行化方法148

6.1並行計算技術148

6.1.1並行程式概論149

6.1.2MPI簡介151

6.2Euler方法並行化的關鍵問題152

6.2.1數據相關性分析153

6.2.2子區域邊界虛格線(層)數量的確定及數據通信實現154

6.2.3並行程式中的變數155

6.3Euler並行程式測試及並行性能評價156

6.3.1空中爆炸算例測試156

6.3.2聚能射流算例測試158

6.3.3MMIC-3D並行性能測試160

6.4動態並行技術162

6.4.1動態並行程式實現方法163

6.4.2動態並行程式測試及並行性能分析164

6.5小結166

參考文獻166

第7章大規模計算的格線自動生成與數據挖掘技術167

7.1大規模數值計算的格線自動生成技術168

7.1.1結構化格線169

7.1.2非結構化格線170

7.1.3笛卡兒格線170

7.1.4三維有限差分格線174

7.1.5格線消隱及顯示181

7.1.6格線生成實例183

7.2三維大規模數據場可視化技術185

7.2.1直接體繪製方法186

7.2.2流線可視化技術191

7.2.3可視化技術在爆炸場中的套用194

7.3小結196

參考文獻197

第8章材料動態本構模型199

8.1建立本構方程的一般原則199

8.2流體狀態方程200

8.2.1空氣的狀態方程200

8.2.2水的狀態方程200

8.3炸藥狀態方程201

8.3.1經驗型狀態方程201

8.3.2炸藥化學反應模型203

8.3.3涉及化學反應的爆轟產物狀態方程204

8.4金屬材料本構模型207

8.4.1經驗本構模型207

8.4.2以物理意義為基礎的本構模型209

8.4.3流體彈塑性模型211

8.4.4本構方程的實驗驗證212

8.4.5固體高壓狀態方程212

8.5土的本構模型219

8.5.1Mohr-Coulomb條件219

8.5.2Drucker-Prager條件219

8.5.3泡沫模型220

8.5.4帽蓋模型220

8.6陶瓷及混凝土等脆性材料本構模型222

8.6.1JH-2模型222

8.6.2HJC模型224

8.6.3TCK模型227

8.6.4基於細觀力學理論的混凝土材料動態本構模型228

8.7微裂紋演化與匯合的本構模型232

8.7.1翼型裂紋擴展232

8.7.2本構方程234

8.7.3微裂紋匯合236

8.7.4模型驗證237

8.8橡膠材料的本構模型241

8.8.1BLATZ-KO橡膠模型241

8.8.2Mooney-Rivlin橡膠模型242

8.9小結242

參考文獻242

第9章EXPLOSION-2D/3D仿真軟體的工程套用244

9.1基於質點類方法的侵徹問題數值模擬245

9.1.1計算模型及材料參數245

9.1.2侵徹過程及結果分析246

9.2地下工事爆炸數值模擬研究248

9.2.1計算模型及材料參數248

9.2.2數值模擬結果分析250

9.3聚能射流的數值模擬研究252

9.3.1聚能射流形成的數值模擬研究252

9.3.2錐角對射流形成的影響研究255

9.4小結257

參考文獻257

第10章展望與發展趨勢259