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第1章 绪论 1

1.1 计算爆炸力学研究进展 1

1.2 国内外爆炸力学仿真程序研究概况 3

参考文献 6

第2章 Euler形式的动力学基本方程组 9

2.1 三维Descartes直角坐标系中的流体力学方程组 9

2.2 三维曲线坐标系中的流体力学方程组 15

2.2.1 球坐标系中动力学基本方程组 19

2.2.2 柱坐标系中动力学基本方程组 20

2.3 流体弹塑性欧拉方程组 22

2.4 小结 23

参考文献 23

第3章 有限差分方法基本理论 24

3.1 定解问题的有限差分离散 24

3.1.1 定解区域的离散 24

3.1.2 控制方程的离散 25

3.1.3 初边界条件的离散 27

3.2 抛物型方程的差分格式 29

3.3 双曲型方程的差分格式 33

3.4 差分方程的相容性、收敛性和稳定性 40

3.4.1 相容性 40

3.4.2 收敛性 41

3.4.3 稳定性 43

3.4.4 赖克斯（Lax）定理 54

3.5 差分方程的耗散性和色散性 55

3.6 非线性发展方程 60

3.6.1 非线性发展方程基本性质 60

3.6.2 非线性发展方程间断解性质 63

3.6.3 守恒型方程的广义解 63

3.6.4 弱解的唯一性条件 64

3.7 小结 69

参考文献 69

第4章 典型差分程序 70

4.1 质点网格法 70

4.1.1 流体方程组 71

4.1.2 网格与变量配置 71

4.1.3 压力效应计算 72

4.1.4 质点坐标的确定 73

4.1.5 输运计算 74

4.1.6 炸药爆炸效应 75

4.1.7 稳定性 76

4.1.8 PIC方法的改进 76

4.1.9 质点映射算法 77

4.2 标志网格法 81

4.2.1 控制方程组 81

4.2.2 网格与变量配置 81

4.2.3 求预估值？，？ 81

4.2.4 示踪点计算 82

4.2.5 标志网格法的应用 83

4.3 流体网格法 83

4.3.1 网格设置与控制过程 83

4.3.2 压力效应步 84

4.3.3 输运步 85

4.3.4 稳定性 87

4.3.5 总能量守恒检验 87

4.3.6 PLIC方法讨论 88

4.4 HELP和MOCL方法 88

4.4.1 控制方程组 88

4.4.2 程序总框 91

4.4.3 守恒方程分裂 93

4.4.4 弹塑性效应和屈服判据 94

4.4.5 材料交界面计算 95

4.4.6 HELP程序应用及改进 98

4.4.7 MOCL方法 98

4.5 MMIC方法 99

4.5.1 守恒方程组 99

4.5.2 应力应变关系 99

4.5.3 计算域和方程组的离散 100

4.5.4 算子分裂 101

4.5.5 人工粘性 103

4.5.6 应力偏量的计算 103

4.5.7 压力效应步 104

4.5.8 输运步 106

4.6 小结 108

参考文献 108

第5章 多物质界面处理方法 110

5.1 VOF方法 110

5.1.1 Hirt Nichols的VOF方法 111

5.1.2 二维Youngs方法 112

5.1.3 SLIC方法 113

5.1.4 三维Youngs方法 114

5.2 模糊界面方法 120

5.2.1 体积比计算 120

5.2.2 网格分类 122

5.2.3 输运量的计算 123

5.2.4 模糊输运表及输运方法 124

5.3 Level Set及Particle Level Set方法 126

5.3.1 Level Set方法 127

5.3.2 Particle Level Set方法 139

5.4 小结 146

参考文献 147

第6章 Euler有限差分方法的并行化方法 148

6.1 并行计算技术 148

6.1.1 并行程序概论 149

6.1.2 MPI简介 151

6.2 Euler方法并行化的关键问题 152

6.2.1 数据相关性分析 153

6.2.2 子区域边界虚网格（层）数量的确定及数据通信实现 154

6.2.3 并行程序中的变量 155

6.3 Euler并行程序测试及并行性能评价 156

6.3.1 空中爆炸算例测试 156

6.3.2 聚能射流算例测试 158

6.3.3 MMIC-3D并行性能测试 160

6.4 动态并行技术 162

6.4.1 动态并行程序实现方法 163

6.4.2 动态并行程序测试及并行性能分析 164

6.5 小结 166

参考文献 166

第7章 大规模计算的网格自动生成与数据挖掘技术 167

7.1 大规模数值计算的网格自动生成技术 168

7.1.1 结构化网格 169

7.1.2 非结构化网格 170

7.1.3 笛卡儿网格 170

7.1.4 三维有限差分网格 174

7.1.5 网格消隐及显示 181

7.1.6 网格生成实例 183

7.2 三维大规模数据场可视化技术 185

7.2.1 直接体绘制方法 186

7.2.2 流线可视化技术 191

7.2.3 可视化技术在爆炸场中的应用 194

7.3 小结 196

参考文献 197

第8章 材料动态本构模型 199

8.1 建立本构方程的一般原则 199

8.2 流体状态方程 200

8.2.1 空气的状态方程 200

8.2.2 水的状态方程 200

8.3 炸药状态方程 201

8.3.1 经验型状态方程 201

8.3.2 炸药化学反应模型 203

8.3.3 涉及化学反应的爆轰产物状态方程 204

8.4 金属材料本构模型 207

8.4.1 经验本构模型 207

8.4.2 以物理意义为基础的本构模型 209

8.4.3 流体弹塑性模型 211

8.4.4 本构方程的实验验证 212

8.4.5 固体高压状态方程 212

8.5 土的本构模型 219

8.5.1 Mohr-Coulomb条件 219

8.5.2 Drucker-Prager条件 219

8.5.3 泡沫模型 220

8.5.4 帽盖模型 220

8.6 陶瓷及混凝土等脆性材料本构模型 222

8.6.1 JH-2模型 222

8.6.2 HJC模型 224

8.6.3 TCK模型 227

8.6.4 基于细观力学理论的混凝土材料动态本构模型 228

8.7 微裂纹演化与汇合的本构模型 232

8.7.1 翼型裂纹扩展 232

8.7.2 本构方程 234

8.7.3 微裂纹汇合 236

8.7.4 模型验证 237

8.8 橡胶材料的本构模型 241

8.8.1 BLATZ-KO橡胶模型 241

8.8.2 Mooney-Rivlin橡胶模型 242

8.9 小结 242

参考文献 242

第9章 EXPLOSION-2D/3D仿真软件的工程应用 244

9.1 基于质点类方法的侵彻问题数值模拟 245

9.1.1 计算模型及材料参数 245

9.1.2 侵彻过程及结果分析 246

9.2 地下工事爆炸数值模拟研究 248

9.2.1 计算模型及材料参数 248

9.2.2 数值模拟结果分析 250

9.3 聚能射流的数值模拟研究 252

9.3.1 聚能射流形成的数值模拟研究 252

9.3.2 锥角对射流形成的影响研究 255

9.4 小结 257

参考文献 257

第10章 展望与发展趋势 259