A MODIFIED COMPRESSIBLE SMOOTHED PARTICLE HYDRODYNAMICS (MCSPH) METHOD AND ITS APPLICATION ON THE NUMERICAL SIMULATION OF LOW AND HIGH VELOCITY IMPACTS

در مطالعه حاضر، يك روش بهبوديافته هيدروديناميك ذره هموار تراكم پذير (MCSPH) معرفي مي گردد كه در مسايل ساختارهاي موج شوك و تغيير شكل هاي الاستيك – پلاستيك در جامدات كاربرد دارد. در حقيقت، الگوريتم اين روش بر اساس ديدگاه جداسازي معادله مومنتوم به سه بخش مجزا و حل جداگانه هر بخش و محاسبه تاثيرات آنها بر ميدان سرعت و جابجايي ذرات بنا نهاده شده است.ويژه ترين خصوصيت اين روش، حذف لزجت مصنوعي از فرمول بندي هاي آن و ارايه هماهنگي مناسب با ديگر روش هاي معتبر عددي، بدون هيچ شكست عددي مهم يا ناپايداري كششي است. اين در حالي است كه در روش حاضر از هيچ گونه اصلاحي استفاده نمي شود. در اين جا دو نوع مسيله شامل تغيير شكل هاي الاستيك – پلاستيك و موج هاي شوك ارايه مي گردد تا توانايي روش MCSPH را در شبيه سازي چنين مسايلي و در تسخير شوك نشان دهد. مسايل ارايه شده در اين مطالعه، ضربه ها (برخوردها)ي سرعت پايين و سرعت بالا بين پرتابه ها و تيرهاي نيمه بي نهايت آلومينيومي هستند. مدل الاستيك- كاملاً پلاستيك براي مدل ساختاري آلومينيوم انتخاب شده است و نتايج شبيه سازي ها با نتايج مطالعات معتبر ديگر مورد قياس قرار گرفته اند.

In this study a Modified Compressible Smoothed Particle Hydrodynamics (MCSPH) method is introduced which is applicable in problems involving shock wave structures and elastic-plastic deformations of solids. As a matter of fact, algorithm of the method is based on an approach which descritizes the momentum equation into three parts and solves each part separately and calculates their effects on the velocity field and displacement of particles. The most exclusive feature of the method is exactly removing artificial viscosity of the formulations and representing good compatibility with other reasonable numerical methods without any rigorous numerical fractures or tensile instabilities while MCSPH does not use any extra modifications. Two types of problems involving elastic-plastic deformations and shock waves are presented here to demonstrate the capability of MCSPH in simulation of such problems and its ability to capture shock. The problems that are proposed here are low and high velocity impacts between aluminum projectiles and semi infinite aluminum beams. Elastic-perfectly plastic model is chosen for constitutive model of the aluminum and the results of simulations are compared with other reasonable studies in these cases