申请/专利权人：北京理工大学

申请日：2023-12-29

公开（公告）日：2024-03-26

公开（公告）号：CN117763919A

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14

优先权：["20230109 CN 2023100268160"]

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.12#实质审查的生效;2024.03.26#公开

摘要：本发明公开的一种基于改进FCT算法的爆炸冲击波预测方法，属于爆炸冲击数值模拟技术领域。本发明实现方法为：采用有限差分法对爆炸冲击流场进行时间和空间求解，同时应用FCT方法对有限差分法求解得到的爆炸冲击波密度场进行校正，通过校正压制数值耗散。通过引入权函数对FCT校正后的密度场和有限差分法直接求解的密度场进行加权，避免过度校正，在保证对爆炸冲击波数值模拟精度的前提下提高预测效率；结合加权计算得到密度场和流体动力学控制方程，直接求解得到冲击波压力场的时空演化过程，得到爆炸冲击流场的时空演化规律，提高对爆炸冲击波压力时空演化特征的预测精度，进而解决爆炸冲击领域的冲击波压力预测等工程技术问题。

主权项：1.一种基于改进FCT算法的爆炸冲击波预测方法，其特征在于：包括如下步骤，S1.确定爆炸冲击波压力求解的计算区域，建立Cartesian坐标系，将该计算区域按照计算需求均匀的划分为预定数量的有限差分网格，对于三维求解问题，划分为m×n×l个网格，其中m为x方向上的网格数量，n为y方向上的网格数量，l为z方向上的网格数量；S2.定义计算区域在初始状态下的物理参数，包括爆炸冲击流场的初始密度场、压力场和速度场，设定CFL数，并根据空间步长和CFL数确定时间步长，建立相关的流体动力学控制方程和物质状态方程；S3.构造方便爆炸冲击波流场空间分析的有限差分格式，采用时空分离的有限差分格式得到n+1时刻的数值通量值；S4.利用当前时刻的质量通量值，计算扩散通量；利用扩散通量对通量ρn进行修正，得到修正后的平滑解；S5.利用n+1时刻的质量通量值，计算求解n+1时刻的反扩散通量；S6.利用S5得到的反扩散通量修正平滑解，得到压制数值频散后的校正通量值，即应用FCT方法对有限差分法求解得到的爆炸冲击波密度场进行校正，通过校正压制数值耗散；S7.通过引入权函数对FCT校正后的密度场和有限差分法直接求解的密度场进行加权，避免过度校正，在保证对爆炸冲击波数值模拟精度的前提下提高预测效率；S8.将权函数加权后质量通量带入流体动力学控制方程中，直接求解得到爆炸冲击波的压力场和速度场的时空演化过程，得到爆炸冲击流场的时空演化规律，提高对爆炸冲击波压力时空演化特征的预测精度，进而解决爆炸冲击领域的工程技术问题。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京理工大学 一种基于改进FCT算法的爆炸冲击波预测方法

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