物质点法数值仿真（软件）系统及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 常用数值计算方法简介 1

1.1.1 有限差分法 1

1.1.2 有限元法 2

1.1.3 边界元法 4

1.1.4 离散元法 5

1.1.5 光滑粒子流体动力学法 6

1.1.6 物质点法 8

1.2 常用数值软件简介 9

1.2.1 ANSYS 9

1.2.2 LS-DYNA 9

1.2.3 AUTODYN 10

1.2.4 DYTRAN 11

1.2.5 ABAQUS 11

参考文献 12

第2章 物质点法理论基础 13

2.1 物体运动描述 13

2.2 更新拉格朗日格式 15

2.2.1 积分的物质导数 15

2.2.2 质量守恒 16

2.2.3 动量方程 16

2.2.4 能量方程 17

2.2.5 控制方程 18

2.3 冲击波 18

2.3.1 雨贡纽（Hugoniot）方程 19

2.3.2 人工体积黏性 20

2.4 爆轰波 21

2.4.1 CJ模型 21

2.4.2 ZND模型 23

2.5 物质点离散 25

2.6 时间积分 27

2.6.1 显式时间积分 27

2.6.2 时间积分步长确定 28

2.7 求解格式 29

2.8 广义插值物质点法（GIMP） 33

2.9 接触算法 36

2.9.1 接触界面条件 37

2.9.2 接触判据 38

2.9.3 接触力 39

2.9.4 算法实现 40

2.10 自适应算法 42

2.10.1 质点自适应 42

2.10.2 网格自适应 43

2.11 材料模型 50

2.11.1 应力更新 50

2.11.2 弹性模型 51

2.11.3 弹塑性模型 52

2.11.4 返回映射法 54

2.11.5 J2流动理论 58

2.11.6 Johnson-Cook模型 61

2.11.7 Deshpande-Fleck模型 62

2.11.8 Gurson模型 65

2.11.9 Drucker-Prager模型 68

2.11.10 HJC混凝土模型 73

2.11.11 RHT混凝土模型 75

2.11.12 JH-2陶瓷模型 80

2.11.13 高能炸药材料模型 82

2.11.14 流体材料模型 82

2.12 状态方程 83

2.12.1 多方过程 83

2.12.2 线性多项式 83

2.12.3 JWL状态方程 84

2.12.4 Mie-Gruneisen状态方程 84

2.12.5 P-α状态方程 85

2.13 失效模型 86

2.14 耦合物质点有限元法 87

2.14.1 接触探测 88

2.14.2 接触法线计算 89

2.14.3 接触力 90

2.14.4 时间积分 90

2.14.5 算法实现 90

2.15 自适应物质点有限元法 91

2.15.1 转化算法 92

2.15.2 耦合算法 93

2.15.3 算法实现 94

2.16 杂交物质点有限元法 94

2.17 耦合物质点有限差分法 97

2.17.1 交替物质点有限差分法 97

2.17.2 基于“握手区”的耦合物质点有限差分法 103

参考文献 107

第3章 核心模块设计与实现 110

3.1 程序设计思想及工具 110

3.2 MPM3DPP求解流程 113

3.3 MPM3DPP类结构 115

3.4 MPM3DPP主要类介绍 117

3.4.1 求解域类（CDomain） 118

3.4.2 物体类（CBody） 124

3.4.3 物质点类（CParticle） 133

3.4.4 材料类（CMatGeneric、CEOSGeneric、CFailGeneric） 137

3.4.5 背景网格及节点类（CGrid） 146

3.4.6 求解类（CSolver） 153

3.4.7 结果输出类（CWriteResult） 167

参考文献 169

第4章 软件系统使用指南 170

4.1 前处理系统 171

4.1.1 菜单栏 171

4.1.2 基本操作流程 178

4.1.3 属性页设置 200

4.2 分析计算 209

4.2.1 建立算例文件 209

4.2.2 执行计算 210

4.3 后处理系统 211

4.3.1 ParaView安装和启动 212

4.3.2 用户界面 213

4.3.3 一个简单例子 227

4.4 计算实例指南 233

4.4.1 动能穿甲弹斜侵彻铝靶算例 233

4.4.2 战斗部随机破片生成算例 251

第5章 软件系统应用实例 258

5.1 碰撞问题 258

5.1.1 泰勒杆碰撞 258

5.1.2 低速碰撞成坑 260

5.1.3 超高速碰撞碎片云 261

5.2 侵彻、贯穿问题 263

5.2.1 贯穿金属靶板 263

5.2.2 侵彻混凝土靶 265

5.2.3 侵彻钢筋混凝土靶 267

5.2.4 贯穿陶瓷靶板 271

5.3 爆炸（爆轰）问题 273

5.3.1 激波管问题 273

5.3.2 一维板条爆轰 275

5.3.3 爆轰驱动飞片 278

5.3.4 聚能射流 280

5.3.5 自然破片生成 282

5.4 流体问题 285

5.4.1 水柱冲击障碍物 285

5.4.2 水珠冲击破碎 287

5.5 其他大变形问题 289

5.5.1 切削加工 289

5.5.2 边坡失效 292

参考文献 295

第6章 关键字手册 297

6.1 程序运行方法 297

6.1.1 命令行执行方式 297

6.1.2 文件类型 299

6.1.3 单位 299

6.2 输入文件格式 300

6.2.1 标题（Header） 301

6.2.2 材料模型定义（Material） 302

6.2.3 摩擦系数（Friction） 322

6.2.4 局部工作平面定义（WorkPlane） 322

6.2.5 组件（Component） 323

6.2.6 离散体设置（Body） 324

6.2.7 起爆点（面）设置（Detonation） 338

6.2.8 背景网格设置（Grid） 339

6.2.9 接触选项（Contact） 343

6.2.10 求解控制（Solution） 345

6.2.11 结果输出控制（Output） 351

6.2.12 并行分区设置（Domain Decompo Sifion） 356

6.3 典型输入文件 356

6.4 常用材料参数列表 358

参考文献 362