高温高压下爆轰产物分子间相互作用的研究

给出了一种由分子流体的冲击Hugoniot实验数据确定原分子之间和离解产物分子、原子相互间作用势参数的方法. 在较低压强下,采用Ross硬球微扰理论软球修正模型确定原分子之间的相互作用势参数;在较高压强下,采用基于统计物理的化学平衡方法来确定分子离解后的分子和原子之间的相互作用势参数. 与传统的由对应状态定律确定势函数参数的方法相比,所得到的势函数参数在很大的压强范围内都能较好地描述冲击实验. 关键词： 高温高压 化学平衡 冲击Hugoniot实验     

一个三维多松弛时间全速域格子Boltzmann模型

构建一个既适用于低速不可压流体又适用于高速可压缩流体的三维自由参数多松弛时间格子Boltzmann模型.模型中,根据SO（3）群的不可约表述基函数构造转化矩阵,根据恢复可压Navier-Stokes方程的需要选取非守恒矩平衡值.通过von Neumann稳定性分析模型参数对数值稳定性的影响,并给出建议选择范围.模型经过基准问题的验证,模拟结果与解析解及其它数值结果符合较好.     

Multiple-Relaxation-Time Lattice Boltzmann Approach to Richtmyer-Meshkov Instability

The aims of the present paper are twofold. At first, we further study the Multiple-Relaxation-Time (MRT) Lattice Boltzmann (LB) model proposed in [Europhys. Lett. 90 (2010) 54003]. We discuss the reason why the Gram-Schmidt orthogonalization procedure is not needed in the construction of transformation matrix M; point out a reason why the Kataoka-Tsutahara model [Phys. Rev. E 69 (2004) 035701(R)] is only valid in subsonic flows.The von Neumann stability analysis is performed. Secondly, we carry out a preliminary quantitative study on the Richtmyer-Meshkov instability using the proposed MRT LB model. When a shock wave travels from a light medium to a heavy one, the simulated growth rate is in qualitative agreement with the perturbation model by Zhang-Sohn. It is about half of the predicted value by the impulsive model and is closer to the experimental result. When the shock wave travels from a heavy medium to a light one, our simulation results are also consistent with physical analysis.     

多孔材料冲击特性的数值研究

使用物质点方法对多孔材料的冲击响应过程进行模拟研究.重点考察了孔隙度、冲击波强度和空隙平均大小对波后物质状态参量的影响,计算了局域旋度和散度随时间的演化及其涨落. 研究表明,在孔隙度较低时, 波后系统可以达到一个近似动力学平稳态,下游区域的空隙反射回的稀疏波使得物理量随时间轻微振荡.在孔隙度较大时, 波后物质不易被压实, 冲击波的衰减明显.在孔隙度一定的前提下, 更大的平均空隙导致波后系统温度的进一步提高.冲击波的衰减速率依赖于孔隙度、平均空隙大小和冲击波强度.局部湍流和体积耗散是非均匀材料中机械能转化为热能的重要机制;加载的冲击波越强, 材料的多孔特征越显著.压强、密度、温度、粒子速度趋于或远离平衡的节奏并不同步.      

Comparison Study on Characteristic Regimes in Shocked Porous Materials

We perform a comparison study on characteristic regimes in shocked porous materials whose mechanical properties cover a wide range. Via the Minkowski functional analysis, it is found that different materials may show the same fractional size of characteristic regimes in the shock-loading procedure, even if one uses the same threshold value to define those regimes. Characteristic regimes in the material with larger initial yield are more dispersed. For a fixed shock strength, there exists a material strength with which the shock wave reaction contributes the maximum plastic work. With the decreasing of shock strength, this material strength becomes smaller. These observations may present helpful indications for new material designs.     

分子动力学中应变分析的统计矩方法及应用

分子动力学模拟研究金属的力学性质, 需要采用合适的应变分析方法研究金属的变形特征及其演化规律. 金属材料复杂变形的局部应变特征缺乏简便有效的分析手段, 整体变形也没有合适的描述方法. 本文提出分子动力学中应变分析的统计矩方法, 通过统计矩建立了微观量和宏观应变的关联. 在单晶单轴加载、纳米多晶剪切和冲击加载下的应用表明, 矩应变分析方法可以很好的描述和评估材料的局部变形和整体变形特征, 并通过应变不均匀度鉴别材料的局部塑性变形和弹性变形, 是深入研究复杂结构材料变形机理的一种有效的通用分析方法.     

铜晶体中类层错四面体的结构及其演化

运用分子动力学方法,研究了金属铜单晶中不同形状的Frank位错环演化形成的各种类层错四面体稳定构型.对其形成过程的细致分析表明,这些稳定构型都可以用统一的位错分解和位错反应过程来解释.模拟结果表明,在零温下各种Frank位错环存在各自的临界尺寸,小于临界尺寸的Frank位错环不能长成类层错四面体结构.对梯形、六边形等Frank位错环演化过程的模拟表明,在形成稳定类层错四面体的过程中,存在位错生长和回缩的振荡现象.振荡现象是由于位错间的排斥和吸引相互作用不同步或弹性波传播的延迟效应引起的. 关键词： 层错四面体 位错 分子动力学     

老版本FORTRAN程序的结构化改造

许多程序是在早版本的Fortran77语言或Fortran60环境下设计的，也由于计算机计算存储能力和计算速度限制，程序不是结构化的。这给程序维护与改造造成了很大困难。在充分分析程序特点的基础上，尝试编制软件对老程序进行结构化改造，取得了很好的效果。     

冲击条件下含纳米空洞的单晶铜的塌缩

利用分子动力学方法研究了单晶铜中不同大小的球形空洞在冲击波下的演化过程.模拟结果表明不同大小空洞的塌缩过程不同.模拟中冲击波由空洞左边扫向空洞右边.在较大尺寸的空洞塌缩过程中会产生系列的位错环.当空洞半径较小时，先在空洞的右侧形成位错环，当空洞半径增大到某一临界大小时，在空洞左右两侧同时产生位错环，当空洞半径较大时，先在空洞左侧形成位错环.当空洞左右两侧的位错环均形成以后，其右侧位错环前端的生长速度大于其左侧的.空洞半径增大，相应的位错环前端的生长速度变化不大.当空洞半径增大时，空洞中心指向位错源的矢量方     

相分离过程的离散Boltzmann方法研究进展

概述相分离过程的离散Boltzmann方法研究进展.这部分研究内容,根据系统的成分,可分为单介质的两相分离和多介质的相分离;根据物理建模,可分为基于传统流体模型的LBM(lattice Boltzmann method)数值模拟和相分离系统的动理学建模与模拟;根据研究的侧重点,可分为方法(模型)研究和相分离过程研究.离散Boltzmann模拟所提供的非平衡行为特征为区分相分离的两个不同阶段提供了一个简洁、有效的物理判据,可用于不同类型界面的甄别与追踪技术设计.