耦合有限元物质点法及其在流固耦合问题中的应用

• 作者: 吴博 宋言 张雄 陈镇鹏
• 来源期刊: 工程力学
• 学科: 物理学
• 关键词: 冲击侵彻 流固耦合 物质点法 耦合有限元物质点法 接触算法
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 基本方法
• 页码范围: 14-21
• 页数: 8页
• 分类号: O353.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/j.issn.1000-4750.2017.05.ST04

摘要

有限元法在求解大变形问题时会遇到网格畸变和时间步长严重减小的问题.物质点法在大变形问题中无网格扭曲问题,且粒子代表了物质流动,无需界面追踪算法.但在小变形问题中,物质点法的精度和效率均低于有限元法.该课题组针对冲击侵彻问题提出的耦合有限元物质点法分别采用有限元法和物质点法模拟小变形和大变形物体,物体间的相互作用通过接触算法实现,既保留了有限元针对小变形问题高精度高效率的特点,又避免了材料大变形给有限元法带来的网格扭曲和时间步长严重减小的问题,还可以自动追踪界面.在流固耦合问题中,固体变形较小而流体变形较大,因此也适合用耦合有限元物质点法求解.该文简要介绍了耦合有限元物质点法的基本原理,并将其应用于流固耦合问题中,取得了较好的效果,表明耦合有限元物质点法是分析流固耦合问题的一种有效的方法.