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固体介质中SPH方法的拉伸不稳定性问题研究进展

傅学金 强洪夫 杨月诚

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傅学金 强洪夫 杨月诚. 固体介质中SPH方法的拉伸不稳定性问题研究进展[J]. 力学进展, 2007, 37(3): 375-388. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-053
引用本文: 傅学金 强洪夫 杨月诚. 固体介质中SPH方法的拉伸不稳定性问题研究进展[J]. 力学进展, 2007, 37(3): 375-388.doi:10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-053
ADVANCES IN THE TENSILE INSTABILITY OF SMOOTHED PARTICLE HYDRODYNAMICS APPLIED TO SOLID DYNAMICS[J]. Advances in Mechanics, 2007, 37(3): 375-388. doi: 10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-053
Citation: ADVANCES IN THE TENSILE INSTABILITY OF SMOOTHED PARTICLE HYDRODYNAMICS APPLIED TO SOLID DYNAMICS[J].Advances in Mechanics, 2007, 37(3): 375-388.doi:10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-053

固体介质中SPH方法的拉伸不稳定性问题研究进展

doi:10.6052/1000-0992-2007-3-J2006-053

ADVANCES IN THE TENSILE INSTABILITY OF SMOOTHED PARTICLE HYDRODYNAMICS APPLIED TO SOLID DYNAMICS

  • 摘要:光滑粒子流体动力学法(smoothed particle hydrodynamics, SPH)是一种基于核估计的无网格Lagrange数值方法.它用粒子方程离散流体动力学的连续方程, 既可以处理有限元难于处理的大变形和严重扭曲问题, 又可以处理有限差分法不易处理的自由边界和材料界面的问题, 在固体力学中的冲击、爆炸和裂纹模拟中具有广阔的发展前景.但是, 该算法的拉伸不稳定性(tensile instability)问题是它在固体力学领域中应用的最大障碍.对SPH稳定性分析表明, 算法不稳定性的条件仅与应力状态和核函数的2阶导数有关.目前, 应力点法(stress points)、Lagrange核函数法、人工应力法(artificialstress)、修正光滑粒子法(corrective smoothed particle method, CSPM)和守恒光滑法(conservativesmoothing)以及其他一些方法成功地改善了SPH的拉伸不稳定性, 但是每一种方法都不能彻底解决SPH的拉伸不稳定性问题.本文介绍了SPH法的方程和Von Neumann稳定性分析的思想, 以及国内外在这几个方面的研究成果及其最新进展, 同时指出目前研究中存在的问题和研究的方向.

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出版历程
  • 收稿日期:2006-04-06
  • 修回日期:2006-07-13
  • 刊出日期:2007-08-25

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