柱坐标系下光滑粒子流体动力学数值模拟

【摘要】： 对柱坐标系下二维轴对称问题的光滑粒子流体动力学(SPH)数值模拟方法进行了理论研究、程序设计和算例分析，主要研究内容有：调研了大量的SPH方法相关文献，系统地概述了该方法的理论基础及发展现状和趋势；推导了柱坐标系下的二维轴对称SPH相关计算公式，整理出一整套柱坐标系下SPH计算方法；用FORTRAN语言编制了含弹塑性效应的二维轴对称SPH计算程序，对一系列高速撞击问题进行了数值模拟，包括长杆弹和短杆弹对薄靶的穿孔模拟、长杆弹和短杆弹对中厚靶的侵彻和贯穿模拟、不同弹速下靶板的破坏程度比较及长杆弹对厚靶的高速侵彻模拟：对于弹对薄靶板穿孔后的剩余速度及长杆弹对厚靶的侵彻深度和剩余杆长进行了近似的理论分析，并与数值模拟结果进行了比较。 研究结果表明，我们所用柱坐标系下SPH计算方法合理，所编制的计算程序可行，对弹靶侵彻过程的模拟图像基本合理。