CN113919059A - 炮口冲击波作用下的车身分析方法、终端设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炮口冲击波作用下的车身分析方法、终端设备及介质，其中所述方法包括：获取计算域模型，所述计算域模型包括车载火炮的几何模型；对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布；根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型；对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果。采用本发明，能解决现有技术中存在的分析精度不高、计算时间较长、或浪费资源等技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及终端技术领域，尤其涉及一种炮口冲击波作用下的车身分析方法、终端设备及介质。
背景技术
随着国家军事实力的不断增强，军方对多功能战车的需求越来越急迫，如何评估炮口冲击波对车身防护的影响成为当下亟需解决的问题。其中，火炮发射依靠火药气体膛内燃烧推动弹丸运动，弹丸出炮口前后会在炮口周围形成高温高压的复杂流场，通过传递直接作用在距离较近的驾驶室内。由于车辆驾驶室面积较大、蒙皮较薄，在接近爆炸载荷的炮口冲击波的作用下，车体结构会发生较大的形变，甚至发生开裂等现象。其产生的破坏模式基本有三种：塑性变形、中心拉伸失效、固定端剪切失效。冲击波流场较为复杂，在设计早期无法较为准确的预估破坏性大小和具体位置。
目前，现有技术中通常采用以下两种方案来评估炮口冲击波对车身防护的影响。第一种，通过不断的射击试验来探索发现和改善车身设计问题，但会导致大量人力资源和试验资源的浪费，还影响项目开发周期。第二种，根据技术查新和实际调研，国外关于炮口冲击波作用下车身防护设计技术仍处于保密阶段，国内相关技术仍处于高校研究阶段，具体利用大量简化的分析模型，且采用人工加载爆炸载荷的方式来进行评估，但模型过于简化，其设计参考意义不大，即评估准确度或精度不高。或者，采用较为复杂、庞大的模型来评估，会导致计算时间较长，不满足实际工程应用需求。
发明内容
本申请实施例通过提供一种炮口冲击波作用下的车身分析方法，解决了现有技术中炮口冲击波作用下车身防护分析方案中存在的分析精度不高、计算时间较长、或浪费资源等技术问题。
一方面，本申请通过本申请的一实施例提供一种炮口冲击波作用下的车身分析方法，所述方法包括：
获取计算域模型，所述计算域模型包括车载火炮的几何模型；
对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布；
根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型；
对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果。
可选地，所述获取计算域模型包括：
确定包括所述车载火炮在内的计算域；
对所述计算域进行模型构建，得到所述计算域模型。
可选地，所述对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布包括：
对所述计算域模型进行网格划分，得到计算网格模型；
为所述计算网格模型设置边界条件；
根据设置的所述计算网格模型的边界条件，对所述计算网格模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布。
可选地，所述对所述计算网格模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布包括：
确定所述计算网格模型中炮口冲击波流场仿真计算所使用的三维欧拉方程；
采用有限体积法一阶迎风格式对所述三维欧拉方程进行离散迭代求解，以完成对所述计算网格模型的炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布。
可选地，所述根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型包括:
根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，确定所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力；
将所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力映射到所述车载火炮的几何模型上，得到所述目标网格模型。
可选地，所述方法还包括：
根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力和预设的基准压力阈值，确定炮口冲击波作用下所述车载火炮的车身表面所承受的正压作用时间段和负压作用时间段。
可选地，所述对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果包括：
对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到结果文件，所述结果文件中包括所述车载火炮的车身表面所承受的应力信息和位移信息；
对所述结果文件进行车身关键部件的再分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果，所述分析结果包括所述车身关键部件所承受的最大应力，或者所述车身关键部件所发生的最大位移。
可选地，所述方法还包括：
在所述车载火炮中车身关键部件的分析结果超过对应的设计参考阈值时，确定所述车载火炮中车身关键部件的抗冲击能力弱。
另一方面，本申请通过本申请的一实施例提供一种炮口冲击波作用下的车身分析装置，所述装置包括获取模块、计算模块、映射模块及分析模块，其中：
所述获取模块，用于获取计算域模型，所述计算域模型包括车载火炮的几何模型；
所述计算模块，用于对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布；
所述映射模块，用于根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型；
所述分析模块，用于对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果。
关于本申请实施例未介绍的内容可对应参考前述方法实施例中的相关介绍，这里不再赘述。
另一方面，本申请通过本申请的一实施例提供一种终端设备，所述终端设备包括：处理器、存储器、通信接口和总线；所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述总线连接并完成相互间的通信；所述存储器存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如上所述的炮口冲击波作用下的车身分析方法。
另一方面，本申请通过本申请的一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，当所述程序运行在终端设备时执行如上所述的炮口冲击波作用下的车身分析方法。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本申请通过获取包括车载火炮的几何模型在内的计算域模型，对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，接着根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型，最后对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果。这样可通过对车载火炮和冲击波流场的仿真计算来准确预测在炮口冲击波作用下车载火炮中各车身关键部件的防护能力，从而能实现车身防护分析的快捷性和准确性，同时也解决了现有技术中炮口冲击波作用下车身防护分析方案中存在的分析精度不高、计算时间较长、或浪费资源等技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种炮口冲击波作用下的车身分析方法的流程示意图。
图2是本申请实施例提供的一种车载火炮的几何模型的示意图。
图3是本申请实施例提供的一种计算域模型(数值风洞)的示意图。
图4是本申请实施例提供的一种计算网格模型的示意图。
图5是本申请实施例提供的一种边界条件设置的场景示意图。
图6-图9是本申请实施例提供的几种不同时刻的车身表面所承受的压力分布示意图。
图10是本申请实施例提供的一种最大瞬态压力随时间变化的示意图。
图11是本申请实施例提供的一种压力映射的场景示意图。
图12-图13是本申请实施例提供的两种车身表面所发生的位移大小示意图。
图14是本申请实施例提供的一种车身表面所承受的应力大小示意图。
图15是本申请实施例提供的一种炮口冲击波作用下的车身分析装置的结构示意图。
图16是本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种炮口冲击波作用下的车身分析方法，解决了现有技术中炮口冲击波作用下车身防护分析方案中存在的分析精度不高、计算时间较长、或浪费资源等技术问题。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：获取计算域模型，所述计算域模型包括车载火炮的几何模型；对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布；根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型；对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
请参见图1，是本申请实施例提供的一种炮口冲击波作用下的车身分析方法的流程示意图。如图1所示的方法包括如下实施步骤：
S101、获取计算域模型，所述计算域模型包括车载火炮的几何模型。
本申请可先确定包括车载火炮在内的计算域，再采用预设的建模软件对计算域进行模型构建，得到对应的计算域模型。所述计算域模型中包括所述车载火炮的几何模型。所述建模软件为系统自定义设置的，其包括但不限于CAD建模软件等。
举例来说，请参见图2示出一种可能的车载火炮的几何模型示意图。如图2中车载火炮包括车载炮驾驶室和炮管，驾驶室采用薄装甲钢板加不同截面不同形状的加强梁和加强筋结构。炮管由管身和制退器构成，制退器通过控制后期火药气体的流量分配和气流速度对炮身提供一个制退力，从而减小火炮后座动能(也可为后座力)和射击负荷。
请参见图3示出一种可能的计算域模型的示意图。如图3中，本申请可建立计算域模型，如图3具体可为长、宽、高分别为50m(米)、32m和30m的数值风洞。
S102、对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布。
在一具体实施例中，本申请可对计算域模型进行第一网格划分，得到对应的计算网格模型。然后为所述计算网格模型设置对应的边界条件，最后根据设置的所述边界条件，对所述计算网格模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布。
所述第一网格划分对应的网格大小为系统自定义设置的，本申请不做限定。请参见图4示出一种可能的计算网格模型的示意图。如图4中，本申请可对计算域模型进行多区域的网格加密，例如图4中进行三个区域的局部网格加密后将其划分为1000万的trim体网格模型。如图4所示的计算网格模型中，越接近车载火炮的几何模型其所采用的网格大小越密，精度越高。
在边界条件设置中，本申请按照榴弹炮试验工况，炮口出口速度为第一速度，例如750m/s；炮弹在膛内有个加速的过程，因此本申请可将膛内速度处理为0到750m/s的线性分布的边界条件。请参见图5示出一种可能的边界条件设置的场景示意图。如图5中，炮弹从炮管内腔底部到内腔出口处射击，且炮弹在内腔出口处的出口速度为750m/s。
在炮口冲击波流场仿真计算中，本申请可采用流体无粘的三维欧拉(Euler)方程来描述气流流动，并忽略气固两相性和多组分的影响。本申请采用有限体积法一阶迎风格式对三维欧拉方程进行离散迭代求解，得到车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布。具体地，在计算过程中，本申请所取的计算时间步长为预设步长，例如10us。计算结果(不同时刻所承受的压力分布)显示在初始阶段气流从炮口喷出后迅速膨胀形成一系列激波，随着迭代时间的增加气流影响区域不断扩展。请一并参见图6-图9示出车身表面在不同时刻所承受的压力分布示意图。由图示可知，在t＝5ms(图6)时气流到达车载火炮的车身，在车身顶盖上形成两个很大的压力集中区域。随着时间推移，压力集中区域往顶盖两侧移动，在t＝5.55ms(图7)时，车身表面所承受压力最大。随后高压区域往车身前方移动，在t＝9.5ms(图8)时正压区域会到达机舱盖，压力峰值会降低，此时车顶的负压值逐渐增大，最后正压区域会沿着机舱盖离开车体，车身表面所承受的压力恢复正常，如图9示出t＝12.15ms时车身表面所承受的压力分布图所示。
S103、根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型。
在一具体实施例中，本申请可根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，确定所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力。然后根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力，对所述车载火炮的几何模型进行第二网格划分和压力重映射，得到目标网格模型。
在最大瞬态压力中，本申请根据步骤S102中第一阶段冲击波计算流体动力学(computational fluid dynamics，CFD)瞬态分析获得的压力分布，导出车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力，即车身表面所受的最大瞬态压力随时间变化的瞬态图。请参见图10示出一种可能的最大瞬态压力随时间变化的示意图。
可选地，本申请可根据车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力和预设的基准压力阈值P，确定炮口冲击波作用下所述车载火炮的车身表面所承受的正压作用时间段和负压作用时间段。所述基准压力阈值P为系统自定义设置的，本申请不做限定。具体地，本申请将不同时刻所承受的最大瞬态压力大于或等于基准压力阈值P对应的时间段的瞬态压力确定为受压作用时间段，进一步还可根据压力作用方向确定所述受压作用时间段为正压作用时间段或负压作用时间，这样有利于后续的车身防护分析。如图9所示例子中，图示中t1和t2时段为车身压力较大的时段，t1时间段为正压作用时间段，t2时间段为负压作用时间段，t1和t2均为车身表面结构关注所需分析的时间区段。
需要说明的是，本申请在计算过程中取采样时间间隔△t将连续的时间离散为不同的时间点(即不同时刻)，每个时间点对应一个静态分析工况，即对应车身表面所承受的一个最大瞬态压力。△t选取越小，计算状态越接近瞬态，计算结果越精准，同时所需的计算时间和计算成本越高。因此在实际计算中，需综合考虑计算时间和计算成本，选取合适的时间间隔△t。
在压力(载荷)映射中，本申请经过等效离散得到每个时间点(不同时刻)都对应一个工况载荷(即车身表面在该时刻所承受的最大瞬态压力)，一般截取的时间点平均有二十多个，工况载荷数量较多，如果采用手工加载，工作量较大、花费太多重复劳动时间。因此本申请考虑利用二次开发技术，编制脚本语言，实现CFD压力结果(即车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力)到车载火炮的几何模型载荷自动离散映射，一次性映射所有时间点的载荷文件，便于后续精准预测车身变形位置和位移量，为车身结构设计提供依据。请参见图11示出一种可能的最大瞬态压力映射的场景示意图。如图11所示，左侧图为车载火炮的几何模型，右侧图为压力映射后得到的目标网格模型。
S104、对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果。
本申请可利用求解器Optistruct对目标网格模型(具体可以有限元模型文件存储)进行车身冲击影响分析和求解，得到对应的结果文件。进一步对所述结果文件进行车身关键部件的再分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果，所述分析结果用于反映所述车载火炮中车身关键部件的抗冲击能力。
可选地，在所述车身关键部件的分析结果超过对应设计的参考阈值时，确定所述车身关键部件的抗冲击能力较弱，仍需改进重设计。否则，确定所述车身关键部件的抗冲击能力较强，无需改进。
本申请所述结果文件包括车载火炮的车身表面所承受的应力信息和/或位移信息。可理解的，在冲击波作用下对车身顶盖持续作用下，先受到正压作用，顶盖下凹，随后在负压作用下顶盖上凸，对焊缝的破坏性极大，严重会造成焊缝断裂，因此顶盖位移是考察车身抵抗冲击能力的关键指标。因此本申请可利用S104分别对正压作用时间段和负压作用时间段内的车身顶盖位移进行分析，计算获得正压作用时间段和负压作用时间段内各自的车身顶盖位移。请参见图12和图13示出两种可能的车身顶盖发生的位移大小的示意图。如图12示出正压时间段t1车身顶盖发生的位移云图，图13示出负压时间段t2车身顶盖发生的位移云图。如图12所示可知，车身顶盖发生的最大位移为垂直向下，小于15mm，抗冲击波抵抗力较强。
发动机机罩最大位移也是考察车身抵抗冲击能力的关键指标，发动机机罩最大位移不得超过发动机与机罩的最大间隙，否则在冲击波作用下会导致机舱内部零件破坏，发生机械故障。如图13所示，发动机机罩最大位移为垂直向下小于20mm，没有超过发动机机罩最大设计间隙，满足设计要求，抗冲击波抵抗力较强。
在防护性车身设计过程中，除了考察车身刚度是否满足要求外，还需关注车身强度是否满足设计目标，保证车身各区域最大应力应该小于材料的最大屈服应力，以保证车身有较好的抗冲击波能力。请参见图14示出一种可能的车身表面应力大小的示意图。如图14所示，车身最大应力值小于材料屈服应力×安全系数，因此满足设计要求，抗冲击波抵抗力较强。
在实际应用中，本申请可从车身强度和刚度分析结果两方面出发，列举对应的分析评价指标(即分析结果)，为后续车身设计优化提供依据。请参见如下表1示出车载火炮中各车身关键部件的分析结果与对应评价指标(设计参考阈值)的示意表。
表1
通过实施本申请，能缩短车型开发周期、提高工作效率，降低研发成本；且，通过流固耦合的仿真技术很好的再现了试验中车身开裂问题，提出了优化改善建议，满足车身性能的前提下达到了轻量化的要求。
通过实施本申请，本申请通过获取包括车载火炮的几何模型在内的计算域模型，对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，接着根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型，最后对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果。这样可通过对车载火炮和冲击波流场的仿真计算来准确预测在炮口冲击波作用下车载火炮中各车身关键部件的防护能力，从而能实现车身防护分析的快捷性和准确性，同时也解决了现有技术中炮口冲击波作用下车身防护分析方案中存在的分析精度不高、计算时间较长、或浪费资源等技术问题。
基于同一发明构思，本申请另一实施例提供一种实施本申请实施例中所述炮口冲击波作用下的车身分析方法的装置和终端设备。
请参见图15，是本申请实施例提供的一种炮口冲击波作用下的车身分析装置的结构示意图。如图15所示的装置包括获取模块1501、计算模块1502、映射模块1503及分析模块1504，其中：
所述获取模块1501，用于获取计算域模型，所述计算域模型包括车载火炮的几何模型；
所述计算模块1502，用于对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布；
所述映射模块1503，用于根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型；
所述分析模块1504，用于对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果。
可选地，所述获取模块1501具体用于：确定包括所述车载火炮在内的计算域；对所述计算域进行模型构建，得到所述计算域模型。
可选地，所述计算模块1502具体用于：
对所述计算域模型进行网格划分，得到计算网格模型；
为所述计算网格模型设置边界条件；
根据设置的所述计算网格模型的边界条件，对所述计算网格模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布。
可选地，所述计算模块1502具体用于：
确定所述计算网格模型中炮口冲击波流场仿真计算所使用的三维欧拉方程；
采用有限体积法一阶迎风格式对所述三维欧拉方程进行离散迭代求解，以完成对所述计算网格模型的炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布。
可选地，所述映射模块1503具体用于：
根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，确定所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力；
将所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力映射到所述车载火炮的几何模型上，得到所述目标网格模型。
可选地，所述映射模块1503还用于：根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力和预设的基准压力阈值，确定炮口冲击波作用下所述车载火炮的车身表面所承受的正压作用时间段和负压作用时间段。
可选地，所述分析模块1504具体用于：
对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到结果文件，所述结果文件中包括所述车载火炮的车身表面所承受的应力信息和位移信息；
对所述结果文件进行车身关键部件的再分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果，所述分析结果包括所述车身关键部件所承受的最大应力，或者所述车身关键部件所发生的最大位移。
可选地，所述分析模块1504还用于：在所述车载火炮中车身关键部件的分析结果超过对应的设计参考阈值时，确定所述车载火炮中车身关键部件的抗冲击能力弱。
请一并参见16，是本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图。如图16所示的终端设备160包括：至少一个处理器1601、通信接口1602、用户接口1603和存储器1604，处理器1601、通信接口1602、用户接口1603和存储器1604可通过总线或者其它方式连接，本发明实施例以通过总线1605连接为例。其中，
处理器1601可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。
通信接口1602可以为有线接口(例如以太网接口)或无线接口(例如蜂窝网络接口或使用无线局域网接口)，用于与其他终端或网站进行通信。本发明实施例中，通信接口1602具体用于获取计算域或计算域模型。
用户接口1603具体可为触控面板，包括触摸屏和触控屏，用于检测触控面板上的操作指令，用户接口1603也可以是物理按键或者鼠标。用户接口1603还可以为显示屏，用于输出、显示图像或数据。
存储器1604可以包括易失性存储器(Volatile Memory)，例如随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)；存储器也可以包括非易失性存储器(Non-VolatileMemory)，例如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)；存储器1604还可以包括上述种类的存储器的组合。存储器1604用于存储一组程序代码，处理器1601用于调用存储器1604中存储的程序代码，执行如下操作：
获取计算域模型，所述计算域模型包括车载火炮的几何模型；
对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布；
根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型；
对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果。
可选地，所述获取计算域模型包括：
确定包括所述车载火炮在内的计算域；
对所述计算域进行模型构建，得到所述计算域模型。
可选地，所述对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布包括：
对所述计算域模型进行网格划分，得到计算网格模型；
为所述计算网格模型设置边界条件；
根据设置的所述计算网格模型的边界条件，对所述计算网格模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布。
可选地，所述对所述计算网格模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布包括：
确定所述计算网格模型中炮口冲击波流场仿真计算所使用的三维欧拉方程；
采用有限体积法一阶迎风格式对所述三维欧拉方程进行离散迭代求解，以完成对所述计算网格模型的炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布。
可选地，所述根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型包括:
根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，确定所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力；
将所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力映射到所述车载火炮的几何模型上，得到所述目标网格模型。
可选地，所述处理器1601还用于：
根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力和预设的基准压力阈值，确定炮口冲击波作用下所述车载火炮的车身表面所承受的正压作用时间段和负压作用时间段。
可选地，所述对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果包括：
对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到结果文件，所述结果文件中包括所述车载火炮的车身表面所承受的应力信息和位移信息；
对所述结果文件进行车身关键部件的再分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果，所述分析结果包括所述车身关键部件所承受的最大应力，或者所述车身关键部件所发生的最大位移。
可选地，所述处理器1601还用于：
在所述车载火炮中车身关键部件的分析结果超过对应的设计参考阈值时，确定所述车载火炮中车身关键部件的抗冲击能力弱。
由于本实施例所介绍的终端设备为实施本申请实施例中炮口冲击波作用下的车身分析方法所采用的终端设备，故而基于本申请实施例中所介绍的炮口冲击波作用下的车身分析方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的终端设备的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该终端设备如何实现本申请实施例中的方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本申请实施例中信息处理的方法所采用的终端设备，都属于本申请所欲保护的范围。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：通过对车载火炮和冲击波流场的仿真计算来准确预测在炮口冲击波作用下车载火炮中各车身关键部件的防护能力，从而能实现车身防护分析的快捷性和准确性，同时也解决了现有技术中炮口冲击波作用下车身防护分析方案中存在的分析精度不高、计算时间较长、或浪费资源等技术问题。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种炮口冲击波作用下的车身分析方法，其特征在于，所述方法包括：
获取计算域模型，所述计算域模型包括车载火炮的几何模型；
对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布；
根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型；
对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取计算域模型，包括：
确定包括所述车载火炮在内的计算域；
对所述计算域进行模型构建，得到所述计算域模型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述计算域模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，包括：
对所述计算域模型进行网格划分，得到计算网格模型；
为所述计算网格模型设置边界条件；
根据设置的所述计算网格模型的边界条件，对所述计算网格模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述计算网格模型进行炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，包括：
确定所述计算网格模型中炮口冲击波流场仿真计算所使用的三维欧拉方程；
采用有限体积法一阶迎风格式对所述三维欧拉方程进行离散迭代求解，以完成对所述计算网格模型的炮口冲击波流场仿真计算，得到所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，对所述车载火炮的几何模型进行压力重映射，得到目标网格模型，包括：
根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的压力分布，确定所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力；
将所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力映射到所述车载火炮的几何模型上，得到所述目标网格模型。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述车载火炮的车身表面在不同时刻所承受的最大瞬态压力和预设的基准压力阈值，确定炮口冲击波作用下所述车载火炮的车身表面所承受的正压作用时间段和负压作用时间段。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果，包括：
对所述目标网格模型进行车身冲击影响分析，得到结果文件，所述结果文件中包括所述车载火炮的车身表面所承受的应力信息和位移信息；
对所述结果文件进行车身关键部件的分析，得到所述车载火炮中车身关键部件的分析结果，所述分析结果包括所述车身关键部件所承受的最大应力，或者所述车身关键部件所发生的最大位移。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述车载火炮中车身关键部件的分析结果超过对应的设计参考阈值时，确定所述车载火炮中车身关键部件的抗冲击能力弱。
9.一种终端设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、通信接口和总线；所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述总线连接并完成相互间的通信；所述存储器存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如上权利要求1-8中任一项所述的炮口冲击波作用下的车身分析方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有程序，当所述程序运行在终端设备时执行如上权利要求1-8中任一项所述的炮口冲击波作用下的车身分析方法。
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| CN202111087369.7A CN113919059A (zh) | 2021-09-16 | 2021-09-16 | 炮口冲击波作用下的车身分析方法、终端设备及介质 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115329646A (zh) * | 2022-10-12 | 2022-11-11 | 国家超级计算天津中心 | 冲击波仿真方法、装置、设备及介质 |
| CN115508036A (zh) * | 2022-10-12 | 2022-12-23 | 山东大学 | 一种多用途动态冲击加载装置及方法 |
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2021
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