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物质点法的理论和应用被引量：32: 2013年; 物质点法采用质点离散材料区域,用背景网格计算空间导数和求解动量方程,避免了网格畸变和对流项处理,兼具拉格朗日和欧拉算法的优势,非常适合模拟涉及材料特大变形和断裂破碎的问题.本文详细论述了物质点法在基本理论、算法和软件开发方面的进展,包括广义插值物质点法、接触算法、自适应算法、并行算法、与其他算法的杂交和耦合等.系统地总结了物质点法在超高速碰撞、冲击侵彻、爆炸、动态断裂、流固耦合、多尺度分析、颗粒材料流动和岩土失效等一系列涉及材料特大变形问题中的应用,展示了其相对于传统数值计算方法的优势.; 廉艳平张帆刘岩张雄; 关键词：无网格法

爆轰驱动飞片的物质点法模拟: <正>物质点法(MPM)充分吸收了拉格朗日法和欧拉法的优点,在冲击爆炸等涉及特大变形的问题的数值模拟中具有重要的发展潜力。本文利用三维显式物质点方法研究了爆轰驱动飞片做功情况,包括:对称构型、非对称构型装药的一维爆轰驱动...; 廉艳平马上张雄; 关键词：MPM 爆轰驱动飞片 TNT; 文献传递

冲击爆炸问题的三维物质点法数值仿真: 基于物质点法(Material Point Method，MPM)模拟超高速碰撞和爆炸问题时呈现的特点，概述对MPM及其应用的扩展，包括：将MPM扩展应用于超高速碰撞问题，物质点有限元法(MaterialPoint Fi...; 张雄廉艳平杨鹏飞李金光张衍涛王汉奎刘岩; 关键词：数值仿真有限元分析

强冲击载荷下钢筋混凝土动力学行为的杂交物质点有限元法模拟: 作为广泛应用的建筑材料,钢筋混凝土具有良好的可压缩力学性能。研究其在爆炸、冲击侵彻载荷作用下的动力学行为对于保护人民生命财产、国防防御有着重要的意义。目前,国内外学者广泛采用有限元或者欧拉算法开展此类问题的数值模拟。但是...; 廉艳平张雄马志涛; 文献传递

基于点面接触的物质点与有限元耦合算法: 提出了耦合物质点有限元和自适应物质点有限元的改进算法.在该方法中,物质点粒子和有限单元之间的耦合是通过点面接触的算法实现,而不是基于背景网格的接触算法,从而不再受网格匹配的限制.; 陈镇鹏邱信明张雄廉艳平

强冲击问题的物质点有限元法被引量：1: 2016年; 材料和结构在强冲击载荷作用下表现出很强的非线性,出现超大变形、断裂、破碎,甚至出现相变、熔化、气化等现象,对数值模拟分析提出了巨大挑战,有限元法等基于网格的传统数值分析方法不易有效地求解此类问题。物质点法中使用一组拉格朗日质点和一套欧拉背景网格,质点用以离散物质区域,携带质量、速度、应力、能量等物理量,背景网格用以计算空间导数及求解动量方程。物质点法兼具拉格朗日格式和欧拉格式的优点,不会出现网格畸变问题,易于跟踪历史变量和物质界面,非常适合求解强冲击问题。但物质点法在小变形问题中的精度和效率均低于显式有限元法,钢筋混凝土冲击等问题中各组成部分的特征尺寸差别较大,也对物质点离散提出了挑战。该报告介绍了研究组针对上述物质点法的不足,所发展的针对强冲击问题的物质点法与有限元法的贯通结合方法。该报告首先扼要介绍了物质点法的基本理论,指出物质点法与有限元法在理论上的相似性,给出两者相互结合的理论基础。之后依次阐述了耦合物质点有限元法、自适应物质点有限元法和杂交物质点有限元法,详细论述了这些方法的基本思想和理论,给出了这些方法用于侵彻等强冲击问题的实例,显示出其相对于标准物质点法的精度与效率优势。耦合物质点有限元法的基本思想是采用有限元法离散小变形物体、用物质点法离散大变形物体,不同离散区域之间通过接触算法相互耦合。报告详细介绍了耦合过程的处理,主要包括接触探测、接触法线计算、接触力计算以及考虑两者接触情况下的时间积分。自适应物质点有限元法的基本思想是初始时采用有限元离散全部区域,在计算过程中将可能发生畸变或破坏的单元自动转化为物质点求解。报告详细介绍了实现单元到质点的自动转化的转�; 张雄廉艳平刘岩; 关键词：有限元法钢筋混凝土

空间碎片防护问题的物质点无网格法与软件系统被引量：3: 2015年; 空间碎片超高速撞击的防护是航天器结构设计须重点考虑的问题,超高速撞击过程的极强非线性对传统数值方法提出了巨大挑战。作为新兴的无网格法的一种,物质点法易于处理超大变形、断裂破碎和高速碰撞中的大量接触过程,非常适合求解超高速碰撞问题。对物质点法的算法理论进行了多项改进,自主研发了三维物质点法软件系统MPM3D,从多个角度模拟分析了空间碎片的超高速碰撞问题。模拟结果与实验吻合良好,能够正确再现开坑、层裂、碎片云等超高速碰撞典型现象,易于通过材料内禀结构建模研究泡沫、蜂窝等材料的撞击吸能和防护能力,显示出物质点法及其软件系统可以作为超高速碰撞的有力数值分析手段。; 刘岩张雄刘平廉艳平马上宫伟伟王汉奎; 关键词：超高速碰撞无网格法仿真软件

冲击爆炸问题的三维物质点法数值仿真被引量：6: 2011年; 基于物质点法(Material Point Method,MPM)模拟超高速碰撞和爆炸问题时呈现的特点,概述对MPM及其应用的扩展,包括:将MPM扩展应用于超高速碰撞问题,物质点有限元法(MaterialPoint Finite Element Method,MPFEM),杂交MPFEM,MPM质点自适应法,基于局部多重背景网格的接触算法和并行MPM算法.在此基础上开发针对冲击爆炸问题的三维显式并行MPM数值仿真软件MPM3D.MPM3D采用C++语言开发,并基于Qt和VTK开发图形用户界面PeneBlast,可在Windows,Linux和Mac OS等多种平台上运行.关于超高速碰撞、侵彻、爆炸、边坡失效和金属切削等问题的大量实例表明MPM3D的可靠性和准确性.MPM3D可作为航天器空间碎片防护、常规武器研发与防护等的有效设计工具.; 张雄廉艳平杨鹏飞李金光张衍涛王汉奎刘岩; 关键词：无网格法超高速碰撞侵彻

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廉艳平

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