Nghiên cứu ảnh hưởng kích thước lưới mô hình phần tử hữu hạn với hội tụ kết quả thông qua xác minh chéo với kết quả thực nghiệm vụ nổ trong không khí

Từ khóa:

Lưới chia
thử nghiệm
áp lực
mô phỏng số
LS-DYNA.

Tóm tắt:

Bài báo trình bày nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước lưới chia mô hình phần tử hữu hạn xây dựng trên phần mềm LS-DYNA đến sự hội tụ và ổn định của kết quả mô phỏng một vụ nổ trong không khí thông qua xác minh chéo với kết quả thử nghiệm tại hiện trường. Kết quả khảo sát cho thấy kỹ thuật chia lưới và mật độ kích thước lưới chia có ảnh hưởng lớn đến sự hội tụ của kết quả mô phỏng. Cũng thông qua nghiên cứu này cho thấy, ngoài mật độ chia lưới thì các yếu tố khác như hệ số tỉ lệ bước thời gian, kích thước lưới chia lượng nổ và bề rộng biên cũng ảnh hưởng lớn đến kết quả và dạng của biểu đồ áp lực tại điểm khảo sát. Từ kết quả khảo sát đưa ra một số khuyến cáo hữu ích cho mô phỏng vụ nổ trong không khí bằng LS-DYNA.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

1.   Gebbeken N., Ruppert M (1999). “On the safety and reliability of high dynamic hydrocode simulations”. International Journal for Numerical Methods in Engineering, Vol. 46, p. 839-851.

2.    Mackerle J (1996). “Structural response to impact, blast and shock loadings A FE/BE bibliography (1993- 1995)”. Finite Elements in Analysis and Design, Vol. 24, p. 95-110.

3.    Stein L. R., Gentry R. A., Hirt C. W (1977). “Computational simulation of transient blast loading on threedimensional structures”. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 11, p. 57-74.

4.    Urgessa G. S., Arciszewski T (2011). “Blast response comparison of multiple steel frame connections”. Finite Elements in Analysis and Design, Vol. 47, p. 668-675.

5.    Jialing L (1999). “Numerical simulation of shock (blast) wave interaction with bodies”. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, Vol. 4, p. 1-7.

6.    Nath G., Vishwakarma J. P (2014). “Similarity solution for the flow behind a shock wave in a non-ideal gas with heat conduction and radiation heat-flux in magnetogasdynamics”. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, Vol. 19, p. 1347-1365.

7.    Wang, I.T (2014). “Numerical and experimental verification of finite element mesh convergence under explosion loading”. J. Vibroeng, 16, 1786–1798.

8.    Benson D. J (1990). “Computational methods in lagrangian and eulerian hydrocodes”. Dept. of AMES R-011 University of California, San Diego La Jolla, CA 92093.

9.    Jean Donea (1983). “Arbitrary Lagrangian–Eulerian finite element methods”. in: T. Belytschko, T.J.R. Hughes (Eds.), Computational Methods for Transient Analysis, North Holland, pp. 474–516, chapter 10.

10. Puso M. A., Sanders J., Settgast R., Liu B (2012). “An embedded mesh method in a multiple material ALE”. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, Vol. 245-246, p. 273-289.

11.  Wang Y. T., Zhang J. Z (2011). “An improved ALE and CBS-based finite element algorithm for analyzing flows around forced oscillating bodies”. Finite Elements in Analysis and Design, Vol. 47, p. 1058-1065.

12. LS-DYNA (2019). Theory Manual. Livermore Software Technology Corporation.

13.  Bathe Klaus (1996). Finite element procedures. Englewood Cliffs, N. J., Prentice Hall.

14.  Dobratz B. M (1981). LLNL Explosive Handbook Properties of Chemical Explosives and Explosive Simulants. Lawrence Livemore National Laboratory.

15.  LS-DYNA (2020). Version 971 User’s Manual. Livermore Software Technology Corporation.

16.  Nguyễn Trí Tá, Vũ Đình Lợi, Đặng Văn Đích (2008). Giáo trình công sự tập I. Học viện Kỹ thuật Quân sự.