空间碎片防护问题的物质点无网格法与软件系统

摘要：

空间碎片超高速撞击的防护是航天器结构设计须重点考虑的问题,超高速撞击过程的极强非线性对传统数值方法提出了巨大挑战. 作为新兴的无网格法的一种,物质点法易于处理超大变形、断裂破碎和高速碰撞中的大量接触过程,非常适合求解超高速碰撞问题. 对物质点法的算法理论进行了多项改进,自主研发了三维物质点法软件系统MPM3D,从多个角度模拟分析了空间碎片的超高速碰撞问题. 模拟结果与实验吻合良好,能够正确再现开坑、层裂、碎片云等超高速碰撞典型现象,易于通过材料内禀结构建模研究泡沫、蜂窝等材料的撞击吸能和防护能力,显示出物质点法及其软件系统可以作为超高速碰撞的有力数值分析手段.

关键词：空间碎片、超高速碰撞、无网格法、物质点法、仿真软件

所属期刊栏目：21

分类号：O347.5;V415.4(固体力学)

资助基金：国家重点基础研究发展计划2010CB832701;国家自然科学基金资助项目10872107,11102097;北京高等学校青年英才计划YETP0111

在线出版日期：2015-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：503-509