【摘 要】
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本文提出了一种可以描述爆炸冲击流场中颗粒碰撞、变形和破碎的显示数值分析方法(CDEM)。该方法将有限元和块体离散元进行有机结合，采用虚拟弹簧和虚拟棱边的方法，实现了在同一框架下，离散单元之间、离散单元与有限单元之间的接触建立和脱离，离散单元之间、离散单元与有限单元之间力和力矩的传递；同时结合颗粒材料本身的弹性、塑性和断裂模型，可以有限的处理颗粒的变形和破碎问题。本文采用CDEM模拟了爆炸冲击流场中
【机 构】
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爆炸科学与技术国家重点实验室,北京理工大学,100081
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本文提出了一种可以描述爆炸冲击流场中颗粒碰撞、变形和破碎的显示数值分析方法(CDEM)。该方法将有限元和块体离散元进行有机结合，采用虚拟弹簧和虚拟棱边的方法，实现了在同一框架下，离散单元之间、离散单元与有限单元之间的接触建立和脱离，离散单元之间、离散单元与有限单元之间力和力矩的传递；同时结合颗粒材料本身的弹性、塑性和断裂模型，可以有限的处理颗粒的变形和破碎问题。本文采用CDEM模拟了爆炸冲击流场中颗粒环壳界面的射流失稳问题，失稳构型和发展的时间尺度与实验观察相一致。研究揭示了爆炸流场中两级射流机制：外界面颗粒射流发展伴随着反射稀疏波的传播；而内部颗粒层在内部爆轰产物气体的多重冲击波作用下，形成近似六边形厚度非均匀的快速膨胀颗粒球壳，球壳会在拉伸率最大的局部发生破裂，形成内界面射流。研究发现，两级分离射流结构与装药比、炸药种类以及颗粒本身的材料属性等参数密切相关。
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