买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明提供一种基于SPH‑FEM梯度耦合的金属射流建模方法及系统，建立初始射流模型并划分有限元网格，再将金属射流的FEM网格模型中特定比例FEM网格转换为光滑粒子，最终获得内层为FEM网格，外层为光滑粒子，且FEM网格与光滑粒子的比例关系沿径向呈梯度变化的SPH‑FEM联合网格模型；也就是说，针对固体‑粒子混合型射流对目标的侵彻效果问题，本发明可以直接获得射流模型并将其用于有限元仿真分析，简化了药型罩在炸药爆轰加载下形成射流过程的计算仿真，减少了对计算参数的需求以及计算模型中的经验参数对计算准确性的影响，基于少量实验结果即可开展仿真分析，有效提高了计算效率，可对聚能、穿甲战斗部材料性能评价、侵彻能力分析、装甲防护结构设计进行指导。

主权项：1.一种基于SPH-FEM梯度耦合的金属射流建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：利用有限元仿真建模工具获取金属射流的FEM网格模型，其中，所述FEM网格模型包括半椭球型的射流头部和圆柱体型的射流主体；S2：将FEM网格模型中射流主体上的部分FEM网格替换为光滑粒子SPH，得到SPH-FEM联合网格模型；S3：将SPH-FEM联合网格模型中射流主体上各FEM网格分别作为当前FEM网格执行连通操作，得到符合连通性要求的SPH-FEM连通网格模型，其中，所述连通操作为：判断当前FEM网格是否满足连通性要求，若为否，将执行替换操作，其中，替换操作为：将与当前FEM网格连通的其他FEM网格作为当前连通FEM网格，并将与金属射流轴心距离最小的当前连通网格设定邻域范围内的光滑粒子SPH重新转换为FEM网格；若为是，当前FEM网格保持不变；判断当前FEM网格在替换操作后的SPH-FEM联合网格模型中是否满足连通性要求，若为否，对当前FEM网格重新执行替换操作；以此类推，直到当前FEM网格满足连通性要求；S4：为SPH-FEM连通网格模型中的各FEM网格和各光滑粒子SPH赋予速度，完成金属射流的建模；判断当前FEM网格是否满足连通性要求的方法为：获取与当前FEM网格连通的所有当前连通FEM网格距离金属射流轴心的距离rk，其中，k=1,2,..,K，K为当前连通FEM网格的个数；其中，任意一个当前连通FEM网格满足：与当前FEM网格共用一个网格侧面，或者至少存在一个中间FEM网格，使得由当前FEM网格、各中间FEM网格以及当前连通FEM网格组成的网格序列中的任意两个相邻网格共用一个网格侧面；获取满足的金属射流凝聚部分的最小直径Rmin；fx为真实金属射流对应的碎片颗粒的径向分布函数，x为碎片颗粒距离金属射流轴心的距离；判断所有rk的值是否均大于Rmin，若为是，则当前FEM网格不满足连通性要求，若为否，则当前FEM网格满足连通性要求；将FEM网格模型中射流主体上的部分FEM网格替换为光滑粒子SPH的方法为：将射流主体上的各FEM网格分别作为当前FEM网格执行以下操作：获取当前FEM网格到金属射流轴心的距离r；将距离r代入真实金属射流对应的碎片颗粒的径向分布函数fx，得到当前FEM网格的转化概率，其中，R为射流主体的半径，x为碎片颗粒距离金属射流轴心的距离；利用随机函数在[0,1]区间内生成随机数ζ，判断随机数ζ是否大于转化概率，若为是，将当前FEM网格替换为光滑粒子SPH，若为否，当前FEM网格保持不变。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 一种基于SPH-FEM梯度耦合的金属射流建模方法及系统