凝聚态炸药爆轰的混合模型及其高精度自适应数值方法研究与应用

基本信息
批准号:11902326
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:彭峻
学科分类:
依托单位:中国科学院力学研究所
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
高阶精度格式混合模型凝聚态炸药爆轰自适应方法
结项摘要

In the defense industry, mining industry and aerospace industry, condensed phase explosive detonation physics has a wide and important application value, such as weapons and ammunition, engineering blasting and solid rocket fuel and so on. Because the experimental research has many difficulties, such as complex measurement technology, various of parameters and high safety risk, numerical simulation has become an important technical means of condensed phase explosive detonation physics. Condensed phase explosive detonation has many characteristics, such as large time-space scale span, complex material characteristics and extreme physical quantity change, so the numerical simulation of condensed explosive detonation is faced with many challenges. This project focuses on two basic problems of the numerical simulation of condensed phase explosive detonation: the establishment of physical model and the construction of numerical methods. The concrete contents are as follows: (1) Developing mixed model for condensed phase explosive detonation based on Euler model and multiphase model; (2) Constructing adaptive conservative-non-conservative Riemann problem solver for the proposed hybrid model; (3) Developing large-scale parallel numerical simulation program for the developed model and method to study various physical phenomena and mechanisms in the detonation physics of condensed phase explosives providing a reliable basis for industrial applications.

在国防工业、采矿工业和航天工业中,凝聚态炸药爆轰物理都有着广泛和重要的应用价值,例如武器弹药、工程爆破和固体火箭燃料等等。由于实验研究存在着测量技术复杂、可变参数极多、安全风险高等诸多困难,数值模拟成为凝聚态炸药爆轰物理的重要研究手段。凝聚态炸药爆轰有着时间-空间尺度跨度大、物质特性复杂和物理量变化极端等诸多特点,凝聚态炸药爆轰数值模拟因此面临着诸多挑战。本项目围绕着凝聚态炸药爆轰数值模拟两个基本问题展开研究:物理模型建立与数值方法构造。具体内容如下:(1)基于欧拉模型和多相模型,发展凝聚态炸药爆轰的混合模型;(2)针对混合模型,构造自适应的守恒-非守恒黎曼求解方法;(3)针对所发展的模型和方法,开发大规模并行数值模拟程序,研究凝聚态炸药爆轰物理中的各种现象与规律,为工业应用提供可靠依据。

项目摘要

在国防工业、采矿工业和航天工业中,凝聚态炸药爆轰物理都有着广泛和重要的应用价值,例如武器弹药、工程爆破和固体火箭燃料等等。由于实验研究存在着测量技术复杂、可变参数极多、安全风险高等诸多困难,数值模拟成为凝聚态炸药爆轰物理的重要研究手段。本项目采用面向对象的编程技术和方法,开发了一套能够处理各种复杂多介质流动模型的二维并行数值模拟程序,包含了多种炸药爆轰与金属相互作用的物理模型,模拟了凝聚态炸药与多种软金属相互作用的过程,获得了比文献中分辨率更高的数值结果;发展了高精度耗散自适应激波捕捉格式TENO-LAD,提出了一种新的局部自适应方法来控制TENO格式的耗散性能,新方法能够抑制激波附近的数值振荡,同时在较低的额外计算成本下进一步提高TENO格式的分辨率;发展了系列的WENO-ZN格式,在提高临界点精度的前提下,还增强了格式的鲁棒性;发展了共用权WENO插值及网格自适应算法,实现了基于四方程、五方程及六方程模型的多介质流动模拟。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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