基于SPH方法的低密度粒子流成型数值仿真

为研究低密度材料药型罩形成粒子流的特性, 使用AUTODYN有限元软件采用光滑粒子流体力学(SPH)方法对低密度材料药型罩形成粒子流进行数值仿真研究, 进行了实验验证。药型罩材料选用聚四氟乙烯(PTFE)基体中加入质量分数为38.5%, 密度为8.93 g·cm-3铜粉的改性聚四氟乙烯/铜(PTFE/Cu)。研究结果表明: SPH方法可以有效地模拟爆炸和粒子流的形成, 且在数值模拟过程中选择炸药粒子间距和药型罩材料粒子间距均为0.03 cm较为合适; 在爆轰波的作用下, PTFE/Cu材料药型罩无法形成凝聚的射流, 会形成飞散的粒子流, 通过X光照片可以观察到射流是非常细小的颗粒, 且光学密度沿径向增加; 在40 μs前仿真与实验形成粒子流的形态有很高的相似性, 仿真结果与实际情况吻合性较好, 而在100 μs后实际粒子流的运动表现出很强的不确定性, 出现螺旋、偏移等现象