黄瑞彬, 吴 磊

(西南交通大学土木工程学院, 四川成都 610000)

数值模拟作为一种经济有效的研究方法，被广泛应用于各种工程领域。对于爆炸动力学问题，由于其过程的复杂性、作用时间的短暂性，实际试验的危险性，使数值模拟成为研究该类问题不可或缺的手段。利用LS-DYNA，可以模拟爆炸的整个过程并再现爆炸过程中产生的应力波和冲击波，已经解决了许多实际工程上的问题。在LS-DYNA中模拟爆炸问题有几种常见的方法：拉格朗日方法，欧拉法，多物质ALE流固耦合法[1]。其中拉格朗日方法炸药和结构采用共节点或设置滑移接触，其优点是计算时间短，与爆炸实际比较符合，并具有清晰的物质界面，但网格会产生较大畸变，常导致负体积，导致计算中止。欧拉法的空间网格不动，材料网格可以在空间网格中流动，这样就解决了网格畸变的问题，其缺点是物质界面模糊计算时间长。多物质ALE流固耦合法综合了上述两种算法的优点，炸药等采用ALE算法，结构采用Lagrangian算法，两者之间定义流固耦合关系，在许多研究成果中被采用。

诸多学者都对LS-DYNA模拟计算的影响因素进行了研究，李利莎[4]等人分析了Lagrange、ALE和SPH三种算法的接触爆炸模拟计算的优缺点。邓丽梅[5]等人研究了方型药包ALE空间的大小对数值分析的影响；黄佑鹏[6]等人研究了不同装药半径，不耦合系数和网格精度条件下流固耦合范围对计算结果的影响。

模拟不耦合装药爆破常采用多物质ALE流固耦合法，该方法的一个特点就是需要建立一个炸药可能膨胀的ALE空间网格与被爆炸物网格重叠[2]。……