王瑞利　林忠　溫萬治　魏蘭　林文洲

摘要：拉氏方法是內(nèi)爆動(dòng)力學(xué)過程數(shù)值模擬的主要方法.針對(duì)高溫、高壓、多介質(zhì)和大變形等內(nèi)爆問題，采用非結(jié)構(gòu)任意多邊形網(wǎng)格底層管理、計(jì)算過程中網(wǎng)格鄰域可變技術(shù)，以及拉氏自適應(yīng)網(wǎng)格加密方法和層次化、模塊化程序設(shè)計(jì)思想，自主研發(fā)非結(jié)構(gòu)拉氏自適應(yīng)網(wǎng)格流體動(dòng)力學(xué)軟件LAD2D.從物理模型、計(jì)算方法、程序設(shè)計(jì)、程序驗(yàn)證與確認(rèn)、大變形問題數(shù)值模擬等方面系統(tǒng)地介紹LAD2D.LAD2D對(duì)多介質(zhì)爆轟彈塑性流體大變形問題有很強(qiáng)的適應(yīng)能力.

關(guān)鍵詞：多介質(zhì)； 大變形； 非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格； 任意多邊形網(wǎng)格； 自適應(yīng)網(wǎng)格； LAD2D

中圖分類號(hào)： TB115.1；TP319

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

0 引 言

拉氏方法是高溫高壓多介質(zhì)內(nèi)爆流體動(dòng)力學(xué)過程數(shù)值分析的主要方法，其特點(diǎn)是以物質(zhì)坐標(biāo)為基礎(chǔ)，其描述的網(wǎng)格單元以類似于“雕刻”的方式劃分在用于分析的結(jié)構(gòu)上，即拉氏方法描述的網(wǎng)格和分析的結(jié)構(gòu)是一體的，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)即為物質(zhì)點(diǎn).采用這種分析方法，結(jié)構(gòu)形狀的變化與有限元網(wǎng)格的變化完全一致，物質(zhì)不會(huì)在單元與單元之間發(fā)生流動(dòng).這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠非常精確地描述結(jié)構(gòu)邊界的運(yùn)動(dòng)，但在處理大變形問題時(shí)，由于算法本身的限制，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的網(wǎng)格畸變現(xiàn)象.

二維拉氏自適應(yīng)流體動(dòng)力學(xué)程序（Lagrangian Adaptive hydro Dynamics code in 2D space，LAD2D）是結(jié)合二維流體力學(xué)數(shù)值方法的最新研究成果，是特別針對(duì)復(fù)雜工程和強(qiáng)間斷復(fù)雜流體大變形問題的數(shù)值模擬而自主研發(fā)的二維非結(jié)構(gòu)拉氏自適應(yīng)高可信度流體動(dòng)力學(xué)程序.LAD2D程序以四邊形網(wǎng)格為主、非結(jié)構(gòu)任意多邊形網(wǎng)格為輔，是有限體積格式的通用爆轟彈塑性流體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬程序，特別適合求解各種二維內(nèi)爆、高速碰撞等流動(dòng)問題.

1 物理模型

物理模型采用柱對(duì)稱爆轟彈塑性流體動(dòng)力學(xué)模型以及多介質(zhì)、自由面、固壁和滑移界面模型，考慮復(fù)雜狀態(tài)方程、爆轟模型和各種黏性（人為黏性、沙漏黏性和子網(wǎng)格壓力等）的簡(jiǎn)單理想塑性模型.

摘要：拉氏方法是內(nèi)爆動(dòng)力學(xué)過程數(shù)值模擬的主要方法.針對(duì)高溫、高壓、多介質(zhì)和大變形等內(nèi)爆問題，采用非結(jié)構(gòu)任意多邊形網(wǎng)格底層管理、計(jì)算過程中網(wǎng)格鄰域可變技術(shù)，以及拉氏自適應(yīng)網(wǎng)格加密方法和層次化、模塊化程序設(shè)計(jì)思想，自主研發(fā)非結(jié)構(gòu)拉氏自適應(yīng)網(wǎng)格流體動(dòng)力學(xué)軟件LAD2D.從物理模型、計(jì)算方法、程序設(shè)計(jì)、程序驗(yàn)證與確認(rèn)、大變形問題數(shù)值模擬等方面系統(tǒng)地介紹LAD2D.LAD2D對(duì)多介質(zhì)爆轟彈塑性流體大變形問題有很強(qiáng)的適應(yīng)能力.

關(guān)鍵詞：多介質(zhì)； 大變形； 非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格； 任意多邊形網(wǎng)格； 自適應(yīng)網(wǎng)格； LAD2D

中圖分類號(hào)： TB115.1；TP319

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

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拉氏方法是高溫高壓多介質(zhì)內(nèi)爆流體動(dòng)力學(xué)過程數(shù)值分析的主要方法，其特點(diǎn)是以物質(zhì)坐標(biāo)為基礎(chǔ)，其描述的網(wǎng)格單元以類似于“雕刻”的方式劃分在用于分析的結(jié)構(gòu)上，即拉氏方法描述的網(wǎng)格和分析的結(jié)構(gòu)是一體的，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)即為物質(zhì)點(diǎn).采用這種分析方法，結(jié)構(gòu)形狀的變化與有限元網(wǎng)格的變化完全一致，物質(zhì)不會(huì)在單元與單元之間發(fā)生流動(dòng).這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠非常精確地描述結(jié)構(gòu)邊界的運(yùn)動(dòng)，但在處理大變形問題時(shí)，由于算法本身的限制，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的網(wǎng)格畸變現(xiàn)象.

二維拉氏自適應(yīng)流體動(dòng)力學(xué)程序（Lagrangian Adaptive hydro Dynamics code in 2D space，LAD2D）是結(jié)合二維流體力學(xué)數(shù)值方法的最新研究成果，是特別針對(duì)復(fù)雜工程和強(qiáng)間斷復(fù)雜流體大變形問題的數(shù)值模擬而自主研發(fā)的二維非結(jié)構(gòu)拉氏自適應(yīng)高可信度流體動(dòng)力學(xué)程序.LAD2D程序以四邊形網(wǎng)格為主、非結(jié)構(gòu)任意多邊形網(wǎng)格為輔，是有限體積格式的通用爆轟彈塑性流體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬程序，特別適合求解各種二維內(nèi)爆、高速碰撞等流動(dòng)問題.

1 物理模型

物理模型采用柱對(duì)稱爆轟彈塑性流體動(dòng)力學(xué)模型以及多介質(zhì)、自由面、固壁和滑移界面模型，考慮復(fù)雜狀態(tài)方程、爆轟模型和各種黏性（人為黏性、沙漏黏性和子網(wǎng)格壓力等）的簡(jiǎn)單理想塑性模型.

摘要：拉氏方法是內(nèi)爆動(dòng)力學(xué)過程數(shù)值模擬的主要方法.針對(duì)高溫、高壓、多介質(zhì)和大變形等內(nèi)爆問題，采用非結(jié)構(gòu)任意多邊形網(wǎng)格底層管理、計(jì)算過程中網(wǎng)格鄰域可變技術(shù)，以及拉氏自適應(yīng)網(wǎng)格加密方法和層次化、模塊化程序設(shè)計(jì)思想，自主研發(fā)非結(jié)構(gòu)拉氏自適應(yīng)網(wǎng)格流體動(dòng)力學(xué)軟件LAD2D.從物理模型、計(jì)算方法、程序設(shè)計(jì)、程序驗(yàn)證與確認(rèn)、大變形問題數(shù)值模擬等方面系統(tǒng)地介紹LAD2D.LAD2D對(duì)多介質(zhì)爆轟彈塑性流體大變形問題有很強(qiáng)的適應(yīng)能力.

關(guān)鍵詞：多介質(zhì)； 大變形； 非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格； 任意多邊形網(wǎng)格； 自適應(yīng)網(wǎng)格； LAD2D

中圖分類號(hào)： TB115.1；TP319

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

0 引 言

拉氏方法是高溫高壓多介質(zhì)內(nèi)爆流體動(dòng)力學(xué)過程數(shù)值分析的主要方法，其特點(diǎn)是以物質(zhì)坐標(biāo)為基礎(chǔ)，其描述的網(wǎng)格單元以類似于“雕刻”的方式劃分在用于分析的結(jié)構(gòu)上，即拉氏方法描述的網(wǎng)格和分析的結(jié)構(gòu)是一體的，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)即為物質(zhì)點(diǎn).采用這種分析方法，結(jié)構(gòu)形狀的變化與有限元網(wǎng)格的變化完全一致，物質(zhì)不會(huì)在單元與單元之間發(fā)生流動(dòng).這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是能夠非常精確地描述結(jié)構(gòu)邊界的運(yùn)動(dòng)，但在處理大變形問題時(shí)，由于算法本身的限制，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的網(wǎng)格畸變現(xiàn)象.

二維拉氏自適應(yīng)流體動(dòng)力學(xué)程序（Lagrangian Adaptive hydro Dynamics code in 2D space，LAD2D）是結(jié)合二維流體力學(xué)數(shù)值方法的最新研究成果，是特別針對(duì)復(fù)雜工程和強(qiáng)間斷復(fù)雜流體大變形問題的數(shù)值模擬而自主研發(fā)的二維非結(jié)構(gòu)拉氏自適應(yīng)高可信度流體動(dòng)力學(xué)程序.LAD2D程序以四邊形網(wǎng)格為主、非結(jié)構(gòu)任意多邊形網(wǎng)格為輔，是有限體積格式的通用爆轟彈塑性流體動(dòng)力學(xué)的數(shù)值模擬程序，特別適合求解各種二維內(nèi)爆、高速碰撞等流動(dòng)問題.

1 物理模型

物理模型采用柱對(duì)稱爆轟彈塑性流體動(dòng)力學(xué)模型以及多介質(zhì)、自由面、固壁和滑移界面模型，考慮復(fù)雜狀態(tài)方程、爆轟模型和各種黏性（人為黏性、沙漏黏性和子網(wǎng)格壓力等）的簡(jiǎn)單理想塑性模型.