行业应用
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国防军工与战场模拟
应用概况 仿真方案

应用概况

对于爆炸冲击波载荷下装备与建筑的冲击模拟，业内多采用 “ 冲击波载荷+结构毁伤阈值 ” 来综合评估其毁伤效应与安全防护效果；数值仿真可以准确模拟出冲击波载荷的动态传播途径与载荷大小，再通过规范中的临界值快速校核该装备与建筑是否安全。数值模拟过程中，可以通过定义结构或材料的失效模式，来模拟结构的动态破坏。

在战场模拟、损伤评估、武器终点效应等应用场景引入数值仿真技术，可快速、准确、安全地得到整体与局部数据，对昂贵的物理试验进行部分替代。

水下爆炸对舰队的损伤模拟

飞行器受冲击波作用时的表面应力变化

建筑物被弹头高速侵彻

 

 

仿真方案

对于高度非线性物理现象（ 冲击、爆炸与穿透等 ），可以采用高精度欧拉求解器或物质点求解器进行模拟。以城市冲击波传播为例，该算例采用三维结构网格和物质点耦合求解，网格数量约 10 亿，物质点数量约 3000 万，CPU 并行核数为 2400 核，在某单位内部超算中心集群进行跨计算节点求解。

在 SimArk Dynamics 软件中，流体域采用基于多组分模型的扩散界面多相流有限体积算法，固体域采用物质点方法模拟，爆炸当量设定为 200 万吨 TNT ，模型的底部为固壁边界，其余边界采用出流边界。空间离散为 2 阶迎风格式、时间离散为 1 阶向前欧拉格式，时间步长根据 CFL 条件自动计算。

城市反恐评估

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