SPH粒子初始化均布方法及其均布质量评价

摘要：

光滑粒子流体动力学(SPH)是一种拉格朗日型无网格粒子法,粒子均布程度是影响SPH分析精度和稳定性的重要因素.本文基于射线法提出了一种在异形多边形区域内均布SPH粒子的方法,先在多边形的最小外包矩形范围内均布粒子,再通过射线法和辅助筛选条件保留区域内的粒子;通过生成粒子的Voronoi多边形计算其变异系数值(Cv),作为SPH粒子均布质量的评价标准,其值越小,粒子均布质量越高.为验证该方法提高分析精度的有效性,基于爆轰侵彻的经典实验,建立由经典三角形和四边形均布粒子法构建的模型甲、模型乙和本文模型丙,用LS-DYNA中的SPH模块进行仿真分析.研究表明,模型丙的Cv分别比模型甲和模型乙低4.88％和5.22％;模型甲、乙和丙射流头部速度分别为5960、5900和6060 m/s,较经典实验的6100 m/s分别相差2.3％、3.3％和0.7％,相对于模型甲和模型乙,模型丙计算精度提高了1.6％和2.6％.因此,本文方法可快速有效地均匀布置SPH粒子,提高分析精度.

关键词：粒子均布、射线法、Voronoi图、SPH、变异系数

所属期刊栏目：42

分类号：O347.3(固体力学)

资助基金：国家自然科学基金51374171

在线出版日期：2022-03-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：789-799