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第1章 绪论1

1.1 计算爆炸力学研究进展1

1.2 国内外爆炸力学仿真程序研究概况3

参考文献6

第2章 Euler形式的动力学基本方程组9

2.1 三维Descartes直角坐标系中的流体力学方程组9

2.2 三维曲线坐标系中的流体力学方程组15

2.2.1 球坐标系中动力学基本方程组19

2.2.2 柱坐标系中动力学基本方程组20

2.3 流体弹塑性欧拉方程组22

2.4 小结23

参考文献23

第3章 有限差分方法基本理论24

3.1 定解问题的有限差分离散24

3.1.1 定解区域的离散24

3.1.2 控制方程的离散25

3.1.3 初边界条件的离散27

3.2 抛物型方程的差分格式29

3.3 双曲型方程的差分格式33

3.4 差分方程的相容性、收敛性和稳定性40

3.4.1 相容性40

3.4.2 收敛性41

3.4.3 稳定性43

3.4.4 赖克斯（Lax）定理54

3.5 差分方程的耗散性和色散性55

3.6 非线性发展方程60

3.6.1 非线性发展方程基本性质60

3.6.2 非线性发展方程间断解性质63

3.6.3 守恒型方程的广义解63

3.6.4 弱解的唯一性条件64

3.7 小结69

参考文献69

第4章 典型差分程序70

4.1 质点网格法70

4.1.1 流体方程组71

4.1.2 网格与变量配置71

4.1.3 压力效应计算72

4.1.4 质点坐标的确定73

4.1.5 输运计算74

4.1.6 炸药爆炸效应75

4.1.7 稳定性76

4.1.8 PIC方法的改进76

4.1.9 质点映射算法77

4.2 标志网格法81

4.2.1 控制方程组81

4.2.2 网格与变量配置81

4.2.3 求预估值？，？81

4.2.4 示踪点计算82

4.2.5 标志网格法的应用83

4.3 流体网格法83

4.3.1 网格设置与控制过程83

4.3.2 压力效应步84

4.3.3 输运步85

4.3.4 稳定性87

4.3.5 总能量守恒检验87

4.3.6 PLIC方法讨论88

4.4 HELP和MOCL方法88

4.4.1 控制方程组88

4.4.2 程序总框91

4.4.3 守恒方程分裂93

4.4.4 弹塑性效应和屈服判据94

4.4.5 材料交界面计算95

4.4.6 HELP程序应用及改进98

4.4.7 MOCL方法98

4.5 MMIC方法99

4.5.1 守恒方程组99

4.5.2 应力应变关系99

4.5.3 计算域和方程组的离散100

4.5.4 算子分裂101

4.5.5 人工粘性103

4.5.6 应力偏量的计算103

4.5.7 压力效应步104

4.5.8 输运步106

4.6 小结108

参考文献108

第5章 多物质界面处理方法110

5.1 VOF方法110

5.1.1 Hirt Nichols的VOF方法111

5.1.2 二维Youngs方法112

5.1.3 SLIC方法113

5.1.4 三维Youngs方法114

5.2 模糊界面方法120

5.2.1 体积比计算120

5.2.2 网格分类122

5.2.3 输运量的计算123

5.2.4 模糊输运表及输运方法124

5.3 Level Set及Particle Level Set方法126

5.3.1 Level Set方法127

5.3.2 Particle Level Set方法139

5.4 小结146

参考文献147

第6章 Euler有限差分方法的并行化方法148

6.1 并行计算技术148

6.1.1 并行程序概论149

6.1.2 MPI简介151

6.2 Euler方法并行化的关键问题152

6.2.1 数据相关性分析153

6.2.2 子区域边界虚网格（层）数量的确定及数据通信实现154

6.2.3 并行程序中的变量155

6.3 Euler并行程序测试及并行性能评价156

6.3.1 空中爆炸算例测试156

6.3.2 聚能射流算例测试158

6.3.3 MMIC-3D并行性能测试160

6.4 动态并行技术162

6.4.1 动态并行程序实现方法163

6.4.2 动态并行程序测试及并行性能分析164

6.5 小结166

参考文献166

第7章 大规模计算的网格自动生成与数据挖掘技术167

7.1 大规模数值计算的网格自动生成技术168

7.1.1 结构化网格169

7.1.2 非结构化网格170

7.1.3 笛卡儿网格170

7.1.4 三维有限差分网格174

7.1.5 网格消隐及显示181

7.1.6 网格生成实例183

7.2 三维大规模数据场可视化技术185

7.2.1 直接体绘制方法186

7.2.2 流线可视化技术191

7.2.3 可视化技术在爆炸场中的应用194

7.3 小结196

参考文献197

第8章 材料动态本构模型199

8.1 建立本构方程的一般原则199

8.2 流体状态方程200

8.2.1 空气的状态方程200

8.2.2 水的状态方程200

8.3 炸药状态方程201

8.3.1 经验型状态方程201

8.3.2 炸药化学反应模型203

8.3.3 涉及化学反应的爆轰产物状态方程204

8.4 金属材料本构模型207

8.4.1 经验本构模型207

8.4.2 以物理意义为基础的本构模型209

8.4.3 流体弹塑性模型211

8.4.4 本构方程的实验验证212

8.4.5 固体高压状态方程212

8.5 土的本构模型219

8.5.1 Mohr-Coulomb条件219

8.5.2 Drucker-Prager条件219

8.5.3 泡沫模型220

8.5.4 帽盖模型220

8.6 陶瓷及混凝土等脆性材料本构模型222

8.6.1 JH-2模型222

8.6.2 HJC模型224

8.6.3 TCK模型227

8.6.4 基于细观力学理论的混凝土材料动态本构模型228

8.7 微裂纹演化与汇合的本构模型232

8.7.1 翼型裂纹扩展232

8.7.2 本构方程234

8.7.3 微裂纹汇合236

8.7.4 模型验证237

8.8 橡胶材料的本构模型241

8.8.1 BLATZ-KO橡胶模型241

8.8.2 Mooney-Rivlin橡胶模型242

8.9 小结242

参考文献242

第9章 EXPLOSION-2D/3D仿真软件的工程应用244

9.1 基于质点类方法的侵彻问题数值模拟245

9.1.1 计算模型及材料参数245

9.1.2 侵彻过程及结果分析246

9.2 地下工事爆炸数值模拟研究248

9.2.1 计算模型及材料参数248

9.2.2 数值模拟结果分析250

9.3 聚能射流的数值模拟研究252

9.3.1 聚能射流形成的数值模拟研究252

9.3.2 锥角对射流形成的影响研究255

9.4 小结257

参考文献257

第10章 展望与发展趋势259