爆轰产物与介质相互作用的高精度数值模拟研究

针对爆轰产物与介质相互作用问题的高精度数值模拟，建立相应的物理力学模型，研究Euler型多介质流体弹塑性数值方法；针对所求解问题的高精度要求，构造相应的高精度高分辨率数值格式；深入研究流固耦合问题的多物质界面处理方法，将该方法与GFM(Ghost Fluid Method)相结合，以消除爆轰产物与介质相互作用问题的数值模拟中因大压力比及大密度比所带来的数值误差；设计和开发爆轰产物与介质相互作用问题的二维高精度数值模拟程序；通过对空中爆炸和爆轰产物对挡墙、混凝土掩体及巷道破坏等典型爆轰产物与介质相互作用问题的实验研究，利用所开发的程序模拟上述过程，将数值模拟结果与解析解、实验结果以及经验公式进行对比，对所开发的计算程序进行精度考核，为安全防护设计及爆炸灾害的预防、评估提供重要依据。

本项目以数值模拟为主要研究手段，并结合理论分析和实验测试，开展了爆轰产物与介质相互作用问题的研究工作。在高精度数值模拟算法方面，重点开展了高分辨率的波传播算法研究，并针对界面处理难题，进行了Level Set和VOF耦合界面算法（CLSVOF）的研究。在此基础上，基于自主开发的二维/三维爆炸与冲击问题仿真软件MMIC-2D/3D，对爆轰产物驱动土岩介质、金属飞片等问题进行了数值模拟，结合理论分析提出了炸药在土岩介质中爆炸能量释放的新观点，结合实验研究设计了大尺寸爆炸驱动金属飞片平面加载装置。基于上述研究成果，发表SCI收录论文3篇，EI收录论文5篇。