[发明专利]执行水下爆炸的数字模拟的系统和方法

摘要

定义了爆炸源和表示周围流体域中的FEA模型的特征。在初始边界元素形成的流体域的初始外边界外，创建新边界节点和元素的一个层。每一个新边界元素/节点与作为对应的主元素/节点的一个初始边界元素/节点相关联。在水下爆炸的时间推进模拟的每个时间步长，为除了新边界元素的所有元素计算模拟的流体特性。所计算的每个初始边界元素的流体特性被保存到对应的查找表中，所述查找表被配置为：为预定数量的时间步长、以先入先出的方式存储所述计算的流体特性。通过采用计算的爆炸波从主元素的传播时间，对对应的主元素的查找表内的存储的流体特性进行插值，确定每个新边界元素的模拟流体特性。

主权项

一种执行水下爆炸的时间推进数字模拟的方法，其特征在于，包括：在计算机系统中接收水下爆炸源和有限元分析模型的特征，所述计算机系统中安装有基于任意拉格朗日‑欧拉的有限元分析应用模块，所述有限元分析模型具有由多个有限元连接的多个节点，多个有限元表示围绕爆炸源的流体域；通过所述基于任意拉格朗日‑欧拉的有限元分析应用模块，将位于流体域的初始外边界上的节点和元素分别识别为初始边界节点和初始边界元素；通过所述基于任意拉格朗日‑欧拉的有限元分析应用模块，创建新边界节点的一个层，以形成初始边界节点和初始边界元素之间的流体域的初始外边界外的新边界元素的一个层，新边界元素的尺寸使得，没有任何新边界元素比初始边界元素的最小的那一个更小；通过所述基于任意拉格朗日‑欧拉的有限元分析应用模块，将每一个新边界元素与作为对应的主元素的最接近的相邻初始边界元素相关联，将每一个新边界节点与作为对应的主节点的最接近的初始边界节点相关联；通过所述基于任意拉格朗日‑欧拉的有限元分析应用模块，使用多个时间步长中预定持续时间的修改的FEA模型执行时间推进数字模拟，获得作为水下爆炸的结果的模拟流体特性，水下爆炸源于所述爆炸源；在每个时间步长，通过所述基于任意拉格朗日‑欧拉的有限元分析应用模块，执行如下操作，以避免爆炸波从流体域的初始外边界反射：(a)计算除了新边界元素的所有有限元的所述模拟流体特性，所述模拟流体特性至少包括元素应变、单元应力和节点速度；(b)将所述初始边界元素和初始边界节点的所述模拟流体特性保存到各自的查找表中，每个初始边界元素一个表，所述每个查找表都被配置为：为预定数量的时间步长、以先入先出的方式存储所述模拟流体特性；(c)计算爆炸波从所述对应的主元素到所述每个新边界元素的传播时间；(d)通过采用计算的爆炸波传播时间，对对应的主元素的查找表内的之前存储的模拟流体特性进行插值，确定所述每个新边界元素的所述模拟流体特性。