强洪夫，范树佳，2，陈福振，刘 虎

基于拟流体模型的SPH新方法及其在弹丸超高速碰撞薄板中的应用＊

强洪夫1，范树佳1，2，陈福振1，刘 虎1

（1.火箭军工程大学动力工程系，陕西 西安710025；2.中国人民解放军96656部队，北京100085）

引入颗粒动力学理论（拟流体模型）建立了适用于超高速碰撞的SPH新方法。将超高速碰撞中处于损伤状态的碎片等效为拟流体，在描述其运动过程中引入了碎片间相互作用和气体相对碎片的作用。采用该方法对球形弹丸超高速碰撞薄板形成碎片云的过程进行了数值模拟，得到了弹坑直径、外泡碎片云和内核碎片云的形状、分布，并与使用传统SPH方法、自适应光滑粒子流体动力学（ASPH）方法的模拟结果进行对比，结果显示：新方法在内核碎片云形状和分布上计算结果更加准确。同时对Whipple屏超高速碰撞问题进行了研究，分析了不同撞击速度下防护屏弹坑尺寸及舱壁损伤特性等特性，计算结果与实验吻合较好且符合Whipple防护结构的典型撞击极限曲线。

SPH；碎片云；超高速碰撞；Whipple屏

随着航天技术的高速发展，大量空间碎片遗留在地球轨道并处于高速运动状态，时刻威胁着在轨航天器的安全［1］。在航天器舱壁外加装防护屏的被动防护技术作为一种有效的防护方式越来越受到重视，这种结构最先由F.L.Whipple［2］提出，防护机理为空间碎片超高速碰撞防护屏后，生成大量更为细小的碎片和颗粒，少部分碎片向相反方向运动，大部分碎片向运动前方抛出。目前，研究碎片运动的方法主要包括实验，理论计算以及数值模拟方法。……