王瑞利　林忠　溫萬治　魏蘭　林文洲

摘要：拉氏方法是內爆動力學過程數(shù)值模擬的主要方法.針對高溫、高壓、多介質和大變形等內爆問題，采用非結構任意多邊形網(wǎng)格底層管理、計算過程中網(wǎng)格鄰域可變技術，以及拉氏自適應網(wǎng)格加密方法和層次化、模塊化程序設計思想，自主研發(fā)非結構拉氏自適應網(wǎng)格流體動力學軟件LAD2D.從物理模型、計算方法、程序設計、程序驗證與確認、大變形問題數(shù)值模擬等方面系統(tǒng)地介紹LAD2D.LAD2D對多介質爆轟彈塑性流體大變形問題有很強的適應能力.

關鍵詞：多介質； 大變形； 非結構網(wǎng)格； 任意多邊形網(wǎng)格； 自適應網(wǎng)格； LAD2D

中圖分類號： TB115.1；TP319

文獻標志碼：B

0 引 言

拉氏方法是高溫高壓多介質內爆流體動力學過程數(shù)值分析的主要方法，其特點是以物質坐標為基礎，其描述的網(wǎng)格單元以類似于“雕刻”的方式劃分在用于分析的結構上，即拉氏方法描述的網(wǎng)格和分析的結構是一體的，網(wǎng)格節(jié)點即為物質點.采用這種分析方法，結構形狀的變化與有限元網(wǎng)格的變化完全一致，物質不會在單元與單元之間發(fā)生流動.這種方法的主要優(yōu)點是能夠非常精確地描述結構邊界的運動，但在處理大變形問題時，由于算法本身的限制，會出現(xiàn)嚴重的網(wǎng)格畸變現(xiàn)象.

二維拉氏自適應流體動力學程序（Lagrangian Adaptive hydro Dynamics code in 2D space，LAD2D）是結合二維流體力學數(shù)值方法的最新研究成果，是特別針對復雜工程和強間斷復雜流體大變形問題的數(shù)值模擬而自主研發(fā)的二維非結構拉氏自適應高可信度流體動力學程序.LAD2D程序以四邊形網(wǎng)格為主、非結構任意多邊形網(wǎng)格為輔，是有限體積格式的通用爆轟彈塑性流體動力學的數(shù)值模擬程序，特別適合求解各種二維內爆、高速碰撞等流動問題.

1 物理模型

物理模型采用柱對稱爆轟彈塑性流體動力學模型以及多介質、自由面、固壁和滑移界面模型，考慮復雜狀態(tài)方程、爆轟模型和各種黏性（人為黏性、沙漏黏性和子網(wǎng)格壓力等）的簡單理想塑性模型.

摘要：拉氏方法是內爆動力學過程數(shù)值模擬的主要方法.針對高溫、高壓、多介質和大變形等內爆問題，采用非結構任意多邊形網(wǎng)格底層管理、計算過程中網(wǎng)格鄰域可變技術，以及拉氏自適應網(wǎng)格加密方法和層次化、模塊化程序設計思想，自主研發(fā)非結構拉氏自適應網(wǎng)格流體動力學軟件LAD2D.從物理模型、計算方法、程序設計、程序驗證與確認、大變形問題數(shù)值模擬等方面系統(tǒng)地介紹LAD2D.LAD2D對多介質爆轟彈塑性流體大變形問題有很強的適應能力.

關鍵詞：多介質； 大變形； 非結構網(wǎng)格； 任意多邊形網(wǎng)格； 自適應網(wǎng)格； LAD2D

中圖分類號： TB115.1；TP319

文獻標志碼：B

0 引 言

拉氏方法是高溫高壓多介質內爆流體動力學過程數(shù)值分析的主要方法，其特點是以物質坐標為基礎，其描述的網(wǎng)格單元以類似于“雕刻”的方式劃分在用于分析的結構上，即拉氏方法描述的網(wǎng)格和分析的結構是一體的，網(wǎng)格節(jié)點即為物質點.采用這種分析方法，結構形狀的變化與有限元網(wǎng)格的變化完全一致，物質不會在單元與單元之間發(fā)生流動.這種方法的主要優(yōu)點是能夠非常精確地描述結構邊界的運動，但在處理大變形問題時，由于算法本身的限制，會出現(xiàn)嚴重的網(wǎng)格畸變現(xiàn)象.

二維拉氏自適應流體動力學程序（Lagrangian Adaptive hydro Dynamics code in 2D space，LAD2D）是結合二維流體力學數(shù)值方法的最新研究成果，是特別針對復雜工程和強間斷復雜流體大變形問題的數(shù)值模擬而自主研發(fā)的二維非結構拉氏自適應高可信度流體動力學程序.LAD2D程序以四邊形網(wǎng)格為主、非結構任意多邊形網(wǎng)格為輔，是有限體積格式的通用爆轟彈塑性流體動力學的數(shù)值模擬程序，特別適合求解各種二維內爆、高速碰撞等流動問題.

1 物理模型

物理模型采用柱對稱爆轟彈塑性流體動力學模型以及多介質、自由面、固壁和滑移界面模型，考慮復雜狀態(tài)方程、爆轟模型和各種黏性（人為黏性、沙漏黏性和子網(wǎng)格壓力等）的簡單理想塑性模型.

摘要：拉氏方法是內爆動力學過程數(shù)值模擬的主要方法.針對高溫、高壓、多介質和大變形等內爆問題，采用非結構任意多邊形網(wǎng)格底層管理、計算過程中網(wǎng)格鄰域可變技術，以及拉氏自適應網(wǎng)格加密方法和層次化、模塊化程序設計思想，自主研發(fā)非結構拉氏自適應網(wǎng)格流體動力學軟件LAD2D.從物理模型、計算方法、程序設計、程序驗證與確認、大變形問題數(shù)值模擬等方面系統(tǒng)地介紹LAD2D.LAD2D對多介質爆轟彈塑性流體大變形問題有很強的適應能力.

關鍵詞：多介質； 大變形； 非結構網(wǎng)格； 任意多邊形網(wǎng)格； 自適應網(wǎng)格； LAD2D

中圖分類號： TB115.1；TP319

文獻標志碼：B

0 引 言

拉氏方法是高溫高壓多介質內爆流體動力學過程數(shù)值分析的主要方法，其特點是以物質坐標為基礎，其描述的網(wǎng)格單元以類似于“雕刻”的方式劃分在用于分析的結構上，即拉氏方法描述的網(wǎng)格和分析的結構是一體的，網(wǎng)格節(jié)點即為物質點.采用這種分析方法，結構形狀的變化與有限元網(wǎng)格的變化完全一致，物質不會在單元與單元之間發(fā)生流動.這種方法的主要優(yōu)點是能夠非常精確地描述結構邊界的運動，但在處理大變形問題時，由于算法本身的限制，會出現(xiàn)嚴重的網(wǎng)格畸變現(xiàn)象.

二維拉氏自適應流體動力學程序（Lagrangian Adaptive hydro Dynamics code in 2D space，LAD2D）是結合二維流體力學數(shù)值方法的最新研究成果，是特別針對復雜工程和強間斷復雜流體大變形問題的數(shù)值模擬而自主研發(fā)的二維非結構拉氏自適應高可信度流體動力學程序.LAD2D程序以四邊形網(wǎng)格為主、非結構任意多邊形網(wǎng)格為輔，是有限體積格式的通用爆轟彈塑性流體動力學的數(shù)值模擬程序，特別適合求解各種二維內爆、高速碰撞等流動問題.

1 物理模型

物理模型采用柱對稱爆轟彈塑性流體動力學模型以及多介質、自由面、固壁和滑移界面模型，考慮復雜狀態(tài)方程、爆轟模型和各種黏性（人為黏性、沙漏黏性和子網(wǎng)格壓力等）的簡單理想塑性模型.