申请/专利权人：西北核技术研究所

申请日：2022-03-30

公开（公告）日：2024-06-21

公开（公告）号：CN114861481B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06T17/00;G06T17/20;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.21#授权;2022.08.23#实质审查的生效;2022.08.05#公开

摘要：本发明为解决现有的对称爆源爆炸产生的地运动稳态效应的计算，采用的一维数值计算方法、特征取值点的选取以及地运动稳态效应计算，计算数据冗余、耗时长；且不适用于其他非球对称爆源爆炸产生的地运动稳态效应的问题，而提供了一种针对任意构型爆源地运动稳态效应的计算方法。具体包括：S1、获取爆源的特征以及周围介质类型；S2、确定物理模型的最小计算范围和最小计算时间；S3、简化物理模型并建立有限元计算模型；S4、选取反映爆源特征的系列取值点；S5、采用动力有限元程序进行计算，输出取值点的物理量的时间历程曲线；S6、数据处理得到爆源爆炸产生的地运动稳态效应值。

主权项：1.一种针对任意构型爆源地运动稳态效应的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、依据实验条件或理论设计，获取爆源的特征以及周围地介质的类型；所述爆源的特征包括爆源的形状、特征尺寸、类型、爆炸当量、整体位置和起爆点；S2、根据爆源的特征和周围地介质类型，建立物理模型，并确定物理模型的最小计算范围和最小计算时间；所述物理模型的最小计算范围为： 式中，L为地介质的计算范围爆心距；W为爆源的爆炸当量；Cp为地介质的纵波波速；所述物理模型的最小计算时间为： 式中，t为模型的计算时间；S3、简化物理模型，建立有限元计算模型，进行有限元网格划分，并选择合理的材料模型、材料参数及流固耦合算法；所述简化物理模型是根据爆源的几何特征，具体为：若爆源为轴对称，则简化为二维轴对称模型；若爆源有3个对称面，则简化为18对称模型；若爆源有2个对称面，则简化为14对称模型；若爆源仅有1个对称面，则简化为12对称模型；若爆源无对称性，则建立完整的三维模型；S4、根据物理模型的最大塑性区半径，确定系列取值点的爆心距位置，确定取值点的位置及取值点个数；S41、利用动力有限元程序进行试算，根据计算结果确定物理模型的最大塑性区半径RPlastic；S42：确定系列取值点的爆心距位置：RPoints＝1.5RPlastic3式中，RPoints是系列取值点的爆心距位置，RPlastic是S41中试算得到的最大塑性区半径；S43：根据S3中建立的物理模型特征以及S42中确定的系列取值点的爆心距大小，确定取值点的位置及取值点个数n；若S3中简化的物理模型为二维轴对称，则取值点个数n＝7，取值点位于爆心距为RPoints的环线上且从0°到90°每隔15°的等间隔角位置处；若S3中简化的物理模型为18对称，则取值点个数n＝18，取值点分别位于计算模型的3个对称面上、爆心距为RPoints的环线上且每隔15°的等间隔角位置处；若S3中简化的物理模型为14对称，则取值点个数n＝29，取值点分别位于计算模型的2个对称面和另外一个坐标面上、爆心距为RPoints的环线上且每隔15°的等间隔角位置处；若S3中简化的物理模型为12对称，则取值点个数n＝45，取值点分别位于计算模型的1个对称面和另外两个坐标面上、爆心距为RPoints的环线上且每隔15°的等间隔角位置处；若S3中爆源无对称性，则建立完整的三维模型，则整体三维模型取值点个数n＝66，取值点分别位于计算模型的3个对称面上、爆心距为RPoints的环线上且每隔15°的等间隔角位置处；S5、根据S2中确定的最小计算时间，采用动力有限元程序进行计算，输出各个取值点的物理量的时间历程曲线；所述物理量包括取值点的等效应力、等效应变或位移；S6、对S5所输出系列取值点的物理量的时间历程曲线进行数据处理，得到爆源爆炸产生的地运动稳态效应值；S61、对每个取值点的物理量时间历程曲线进行规整化处理，对数据进行插值，按等间距时间间隔Δt输出物理量的时间历程曲线；S62：准确获得每个取值点的物理量的稳态值：读取各个取值点的物理量的时间历程曲线，在曲线大致稳定后在至少3个振动的时间周期范围内对物理量取算术平均值，将该值作为该取值点上的稳态值： 式中，Pj为j取值点上的物理量的稳态值；pi为i时刻j取值点上物理量值；pi+1为i+1时刻j取值点上物理量值；Δt为时间历程曲线数据的输出时间间隔；ts为取值的起始时刻；te为取值的终止时刻；S63、将所有取值点的物理量稳态值进行算术平均，得到该构型爆源爆炸产生的地运动稳态效应值P： 式中，n为S43中确定的取值点个数。

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权利要求：

百度查询： 西北核技术研究所 一种针对任意构型爆源地运动稳态效应的计算方法

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