基于ls-dyna的液电效应冲击波数值模拟研究

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由于液电效应机理的复杂,鲜有成熟的商用数模软件能够描述等离子体通道内部特性,为了将液电效应产生的冲击波运用于已有的数值模拟软件中以满足工程需要,本文介绍了两种基于显式动力学软件Ls-dyna间接模拟液电效应产生冲击波的方法:水下爆炸等效(分为爆炸能量等效与冲击波能量等效)和理想气体等效,并进行了比较与改进,分析了不同沉积能量下各等效方法峰压计算结果的差异。结果显示,在相同沉积能量的条件下,冲击波的峰值压力大小排序:爆炸能量等效>冲击波能量等效>理想气体等效;冲击波波速大小排序为:爆炸能量等效=冲击波能量等效>理想气体等效,理想气体等效模拟的峰压相较于前两种等效方法小一到两个数量级;沉积能量减小会使得三种等效方法模拟的峰压均有不同程度的减小,但大小顺序不发生变化;改进后的等效爆炸方法能够适应沉积能量的大小变化,与Touya经验公式拟合较好;基于Ls-dyna对液电效应冲击波峰值压力准确模拟除了选取合适等效方法,还应结合具体的放电条件和建立的合适数值模型,在满足计算要求的条件下实现冲击波峰值压力的快速计算。
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