一种基于Riemann-ULSPH的爆炸与冲击流固耦合数值模拟方法及系统

本发明涉及计算力学与数值模拟，具体而言，尤其涉及一种基于riemann-ulsph的爆炸与冲击流固耦合数值模拟方法及系统。

背景技术：

1、极端动载荷作用下的流固耦合问题通常伴随冲击波快速传播、介质界面剧烈变化、流体大幅运动、结构大变形以及材料屈服、损伤和破坏等复杂物理过程，广泛存在于高速碰撞、侵彻冲击、爆炸载荷、水下爆炸和流体冲击结构等工程场景中。

2、现有数值模拟方法主要包括有限元法、有限体积法、任意拉格朗日-欧拉方法、耦合欧拉-拉格朗日方法以及光滑粒子流体动力学方法等。其中，传统网格类方法在处理结构小变形和连续介质问题时具有较成熟的理论基础，但在极端载荷引起的大变形、材料破碎、界面分离和拓扑变化过程中，容易出现网格严重畸变、单元负体积和频繁重映射等问题，影响计算稳定性和求解效率；欧拉类方法虽然能够避免网格随材料运动而畸变，但通常需要较大的固定计算域，并存在材料界面数值扩散和界面识别精度不足等问题。光滑粒子流体动力学方法采用无网格的拉格朗日粒子离散形式，能够自然追踪自由表面、材料界面和大变形过程，因而逐渐被用于极端动力学流固耦合计算。

3、然而，传统sph方法多采用基于核函数加权平均的对称离散形式，在冲击波、接触间断和高密度比流固界面附近容易产生非物理压力振荡、速度噪声、数值耗散过大及界面粒子穿透等现象；其常用人工黏性参数具有较强的经验性，参数过小时难以充分抑制冲击振荡，参数过大时又会造成冲击波过度展宽和物理细节损失。

4、现有部分riemann-sph方法通过在粒子对之间引入局部黎曼问题改善冲击波捕捉能力，但多数研究主要面向单一流体或弱耦合问题，对于流体压力与固体完整应力状态如何以统一形式进入界面求解器，仍缺少兼顾运动学相容、牵引连续和数值稳定性的处理方法；特别是在固体具有显著偏应力、塑性屈服和损伤失效的情况下，若直接将流体压力与固体静水压力进行匹配，容易忽略固体法向偏应力对界面载荷的影响，导致界面压力传递和结构响应计算偏差。此外，现有轴对称sph方法还需要处理柱坐标几何附加项、环向应力、轴线附近奇异性以及应力客观更新等问题，部分方法仅对流体守恒方程进行轴对称修正，未能将固体偏应力、环向应变率、材料强度和损伤演化统一纳入求解过程，因而难以准确描述轴对称结构在爆炸与高速冲击作用下的弹塑性大变形和失效行为。

5、与此同时，流体通量计算、固体本构更新、界面耦合、几何源项修正和时间积分在现有程序中往往采用彼此独立的处理方式，容易造成不同物理模块之间变量定义不一致、界面信息传递不连续及计算稳定性不足。因此，亟需提出一种适用于强间断、大变形和多材料条件的统一轴对称无网格流固耦合计算方法，以实现流体状态、固体应力和跨介质界面通量的协调求解，并提高极端动载荷数值模拟的稳定性、准确性及工程适用性。

技术实现思路

1、根据上述提出的现有数值方法在处理极端动载荷流固耦合问题时存在的传统网格方法在大变形与拓扑变化下易发生网格畸变及频繁重映射、光滑粒子流体动力学方法在强间断和跨介质界面处易产生非物理压力振荡与粒子穿透、流固界面处固体法向偏应力贡献缺失导致载荷传递不连续、以及轴对称问题中固体弹塑性响应与几何源项难以协调计算的技术问题，提供一种基于riemann-ulsph的爆炸与冲击流固耦合数值模拟方法及系统。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种基于riemann-ulsph的爆炸与冲击流固耦合数值模拟方法，包括：

4、s1、建立计算模型并生成初始粒子：根据待模拟问题确定流体区域、固体结构、爆炸介质、边界区域和对称轴位置，输入几何参数和材料参数，并按照预设粒子间距在径向-轴向平面内生成流体粒子、固体粒子和边界粒子，为各粒子赋予质量、位置、密度、速度、压力、比内能、声速、材料类型、初始应力、温度、塑性应变及损伤变量；

5、s2、建立邻域关系并计算材料状态：根据当前粒子位置构建链表搜索单元，确定处于核函数支持域内的相邻粒子，并根据各粒子的材料类型调用相应状态方程获得压力和声速，对于固体粒子将静水压力与偏应力分别计算；

6、s3、识别粒子对类别并构造界面状态：依据粒子对两侧的材料类型将粒子对区分为流体-流体、固体-固体和流体-固体粒子对，对于同种材料粒子对利用空间梯度和限制器重构界面左右状态，对于流体-固体粒子对计算固体偏应力在粒子对法向上的投影并构造固体等效法向压力；

7、s4、求解局部riemann问题：将界面左右压力、法向速度、密度和声速输入近似riemann求解器，获得界面压力和界面速度，由界面状态计算各粒子的密度变化率、速度变化率和比内能变化率；

8、s5、更新固体应力与损伤：根据固体粒子邻域速度场计算应变率、旋转率和环向应变率，更新偏应力试探状态，根据屈服准则判断材料是否发生塑性变形，并在屈服时进行塑性修正、温度更新和损伤累积，达到失效条件的粒子降低或失去偏应力承载能力；

9、s6、施加轴对称修正并推进粒子状态：根据粒子径向位置计算轴对称质量、动量和能量附加项，对靠近对称轴的粒子采用轴心安全处理，并采用预测-校正时间积分方式更新粒子位置、速度、密度、比内能、压力、应力、温度和损伤变量，同时依据稳定性条件确定下一时间步长；

10、s7、循环计算与结果输出：重复执行步骤s2至s6，直至达到设定终止时间，计算过程中按照预设间隔输出粒子场数据和测点时间历程数据。

11、进一步地，步骤s1，包括：

12、s11、根据待模拟的高速碰撞、爆炸冲击、水下爆炸或流体冲击结构问题，确定流体区域、固体结构、爆炸介质、边界区域和对称轴位置；

13、s12、输入各区域的几何参数和材料参数，其中，几何参数包括计算区域、结构尺寸和对称轴位置，材料参数包括材料类别、初始速度、初始压力、初始密度、比内能、边界条件、粒子间距、光滑长度、计算终止时间和结果输出间隔；

14、s13、按照预设粒子间距在径向-轴向平面内生成流体粒子、固体粒子和边界粒子，为各粒子赋予质量、位置、密度、速度、压力、比内能、声速和材料类型，固体粒子还被赋予初始应力、温度、塑性应变及损伤变量；

15、s14、对于轴对称问题，将粒子布置于径向-轴向计算平面中，各粒子代表绕对称轴旋转形成的环形物质单元，计算过程中通过更新粒子径向坐标和轴向坐标反映实际三维轴对称介质的运动和变形，无需建立完整三维计算模型。

16、进一步地，步骤s2，包括：

17、s21、根据当前粒子位置构建链表搜索单元，将计算区域划分为多个搜索单元，并将各粒子按照其空间位置存储于对应搜索单元中；

18、s22、对于任一待计算粒子，仅搜索其所在单元及相邻单元内的粒子，并依据粒子间距离与核函数支持域判断是否构成有效粒子对；

19、s23、在每一时间步或设定的更新时刻，依据粒子更新后的位置重新建立邻接关系，以适应流体大幅运动、结构大变形、界面移动和材料破碎后粒子相对位置发生变化的情况；

20、s24、根据各粒子的材料类型调用相应状态方程，获得压力和声速；

21、s25、对于流体粒子，依据流体状态方程获得热力学压力；

22、s26、对于金属固体粒子，将应力张量分解为静水压力部分和偏应力部分，其中静水压力由固体状态方程计算，偏应力由后续固体强度与损伤计算更新；

23、s27、对于爆炸产物或气体粒子，根据气体状态方程或爆轰产物状态方程确定其压力和声速；

24、s28、各材料状态方程以独立接口形式设置，并通过材料类型标识进行调用，使系统能够扩展不同流体、金属、气体和爆炸介质的材料模型。

25、进一步地，步骤s3，包括：

26、s31、依据粒子对两侧的材料类型，将粒子对区分为流体-流体粒子对、固体-固体粒子对和流体-固体粒子对，不同类别粒子对采用不同的状态构造方式；

27、s32、对于同种材料粒子对，依据粒子局部压力、密度、速度、比内能及其空间梯度，通过受限的线性重构方式获得粒子对界面处的重构状态；

28、s33、对重构斜率进行限制，并对重构后的密度、压力、比内能和声速进行物理有效性判断，当重构状态超出预设物理范围时，将对应粒子对退化为低阶重构或采用粒子局部原始状态；

29、s34、对于流体-固体跨材料粒子对，不直接进行跨介质高阶重构，而是采用界面两侧粒子的局部状态构造riemann初值问题；

30、s35、对于流体-固体粒子对，根据两粒子的位置差确定粒子对作用方向，并将该方向作为局部riemann问题的法向方向，法向方向为：

31、

32、其中，表示粒子对riemann求解方向的单位法向向量，表示右侧粒子的位置向量，表示左侧粒子的位置向量；

33、s36、连续意义下的流体-固体界面满足法向运动学相容条件以及动力学牵引连续条件，如下：

34、

35、

36、其中，表示流体界面速度，表示固体界面速度，表示界面单位法向向量，表示流体cauchy应力张量，表示固体cauchy应力张量；

37、s37、对于无黏流体，其cauchy应力张量退化为，其中，表示流体热力学压力，表示单位张量；流体侧法向牵引为；固体侧法向牵引为，固体侧法向分量为，其中，表示固体静水压力，表示固体偏应力张量；

38、s38、基于牵引连续条件，定义固体侧进入riemann求解器的等效法向压力为：

39、

40、s39、由于粒子对riemann求解方向位于计算平面内，即，在平面展开为：

41、

42、其中，表示径向偏应力分量，表示剪切偏应力分量，表示轴向偏应力分量，表示法向方向在径向的单位分量，表示法向方向在轴向的单位分量；

43、s310、基于等效压力定义流体-固体粒子对的左右法向压力状态，将跨介质粒子对转化为标准形式的一维黎曼初值问题，对任意流固粒子对，定义进入 riemann求解器的法向压力为：

44、

45、

46、其中，表示左侧进入riemann求解器的法向压力，表示右侧进入riemann求解器的法向压力，表示左侧粒子静水压力，表示右侧粒子静水压力，表示流体域，表示固体域，表示左侧固体粒子偏应力张量，表示右侧固体粒子偏应力张量；

47、s311、计算流体-固体界面左右两侧的法向速度，公式如下：

48、

49、

50、其中，表示左侧法向速度，表示右侧法向速度，表示左侧粒子的速度向量，表示右侧粒子的速度向量。

51、进一步地，步骤s4，包括：

52、s41、将界面左右压力、法向速度、密度和声速输入基于声阻抗加权的pvrs近似riemann求解器，计算接触压力和法向速度，公式如下：

53、

54、

55、其中，表示左侧声阻抗，，表示左侧粒子密度，表示左侧粒子声速；表示右侧声阻抗，，表示右侧粒子密度，表示右侧粒子声速；

56、s42、固体侧 pvrs 声阻抗采用由 mie-grüneisen 状态方程给出的局部体积声速构造，公式如下：

57、

58、其中，表示固体粒子的声速，表示体积压缩比，、、均为hugoniot多项式系数，表示参考密度，表示参考声速；偏应力贡献不并入声速，而是通过固体本构更新和动量方程中的偏应力通量显式计算；

59、s43、由界面状态计算各粒子的密度变化率、速度变化率和比内能变化率，其中，流体-固体跨材料粒子对之间的法向压力作用以如下形式进入动量方程：

60、

61、其中，表示粒子的速度变化率，表示粒子的密度，表示界面接触压力，表示核函数关于粒子位置的梯度，表示邻居粒子的体积；

62、s44、固体内部完整应力通量以如下形式进入动量方程：

63、

64、其中，表示界面偏应力。

65、进一步地，步骤s5，包括：

66、s51、根据固体粒子邻域速度场计算径向应变率、轴向应变率、剪切应变率、环向应变率以及旋转率，并采用jaumann客观应力更新关系获得固体偏应力试探值；

67、s52、根据偏应力张量计算等效应力，并与当前材料屈服强度进行比较；当等效应力不超过材料屈服强度时，固体粒子保持弹性状态，偏应力分量不用修正；当等效应力超过材料屈服强度时，则粒子进入塑性屈服状态，此时偏应力分量必须按比例退回到屈服面上，偏应力分量修正为：

68、

69、其中，表示修正后的偏应力张量；表示偏应力试探张量；表示材料屈服强度，采用johnson-cook屈服模型，表示静态屈服强度，和均表示应变硬化参数，表示应变率强化参数，表示热软化参数，为等效塑性应变，表示等效塑性应变率，表示参考应变率，表示无量纲温度，，为熔点，为室温；表示等效mises应力；表示偏应力张量的第二不变量，，表示矩阵迹运算，表示偏应力张量在柱坐标系下的各分量；

70、s53、采用taylor-quinney系数和塑性功计算绝热温升，公式如下：

71、

72、

73、其中，表示taylor-quinney系数；表示单个时间步内的等效塑性应变增量，即本步材料发生的塑性变形量，基于von mises屈服准则和塑性理论，，表示当前时刻的屈服强度，表示剪切模量；表示恒容比热容；表示单个时间步内的温升；

74、s54、采用预测-校正时间积分格式更新温度：

75、

76、

77、其中，起始点用上标表示，中点用上标表示，新的时间步长用上标表示；表示基于时刻状态和半步长算出的试探温升；表示基于时刻的高精度流场和全步长算出的真实温升。

78、s55、材料屈服强度根据塑性应变、应变率和温度中的至少一种状态变量确定；塑性变形产生的部分塑性功转换为热能，用于更新固体粒子温度，并将更新后的温度反馈至材料热软化计算；

79、s56、损伤变量依据单步塑性应变增量与当前失效应变的比值累积。当损伤变量达到预设失效阈值时，将对应粒子标记为失效粒子；在后续时间步中，降低或者清除该粒子的偏应力和材料强度贡献，但保留其质量、惯性和压力状态中的至少一部分，以模拟材料破坏、碎裂和失去承载能力后的运动过程。

80、进一步地，步骤s6，包括：

81、s61、在质量守恒、动量守恒和能量守恒关系中加入与粒子径向位置有关的柱坐标几何附加项，并在固体应力更新中加入环向应变率和环向偏应力，使径向应力、轴向应力、剪切应力和环向应力在同一时间步内协调更新；

82、s62、设置轴心安全区域，当粒子位于轴心安全区域之外时，采用径向速度与径向坐标之比计算环向应变率；当粒子位于轴心安全区域以内时，采用基于对称条件、速度梯度或限制值的轴心近似方式计算环向应变率，以避免轴线附近数值发散；

83、s63、在预测阶段，根据当前时刻的粒子位置、速度、密度、比内能、压力和应力变化率，获得中间时刻的预测状态；

84、s64、利用预测状态重新进行邻域搜索、材料状态计算、界面识别、riemann通量求解和固体本构更新；

85、s65、在校正阶段，根据重新计算的变化率获得下一时刻的粒子位置、速度、密度、比内能、压力、应力、温度和损伤变量；

86、s66、时间步长根据粒子间距、光滑长度、声速、粒子速度、粒子加速度和材料状态变化程度进行限制，当计算区域出现高声速、高速度、强压力梯度或剧烈结构变形时减小时间步长，当粒子状态变化相对平缓时允许采用较大的时间步长。

87、进一步地，步骤s7，包括：

88、s71、在预设时间间隔输出粒子位置、速度、密度、压力、比内能、温度、材料类型、应力分量、等效应力、等效塑性应变、屈服状态和损伤变量；

89、s72、在指定空间位置设置虚拟测点，并按照时间顺序记录测点附近的压力、速度、密度和结构响应；

90、s73、根据流体粒子、气体粒子、固体粒子或材料界面粒子的空间位置提取冲击波传播、气泡边界运动、自由表面变化、结构变形和材料破坏过程数据。

91、本发明还提供了一种基于上述基于riemann-ulsph的爆炸与冲击流固耦合数值模拟方法实现的基于riemann-ulsph的爆炸与冲击流固耦合数值模拟系统，部署于计算设备中，所述计算设备包括处理器、存储器、数据输入接口和结果输出接口，包括：模型输入与粒子初始化模块、粒子邻域搜索模块、材料状态计算模块、空间状态重构模块、流固界面处理模块、riemann通量求解模块、固体强度与损伤计算模块、轴对称几何修正模块、时间积分模块以及结果输出模块，其中：

92、所述模型输入与粒子初始化模块，用于接收计算区域、结构尺寸、材料类别、初始速度、初始压力、初始密度、比内能、边界条件、粒子间距、光滑长度、计算终止时间和结果输出间隔参数，将计算区域离散为携带质量、位置、速度、密度、压力、比内能、声速、应力张量、温度、等效塑性应变及损伤变量的拉格朗日粒子，各粒子设置材料类型标识以区分流体粒子、固体粒子、爆轰产物粒子、边界粒子和失效粒子，对于轴对称问题将粒子布置于径向-轴向计算平面中，各粒子代表绕对称轴旋转形成的环形物质单元；

93、所述粒子邻域搜索模块，用于根据粒子当前位置建立粒子间相互作用关系，将计算区域划分为多个搜索单元并依据粒子间距离与核函数支持域判断是否构成有效粒子对，在每一时间步或设定的更新时刻重新建立邻接关系；

94、所述材料状态计算模块，用于根据粒子的材料类别调用对应状态关系由粒子密度和比内能计算压力、声速和温度状态变量，对于固体粒子将静水压力与偏应力分别计算；

95、所述空间状态重构模块，用于在同种材料粒子对之间构造粒子界面两侧的左状态和右状态；

96、所述流固界面处理模块，用于识别流体粒子与固体粒子形成的跨介质粒子对，将固体偏应力在粒子对法向上的投影转化为等效法向压力，使流体压力与固体总应力在同一局部riemann问题中进行处理，对于同种材料粒子对通过受限的线性重构方式获得界面处的重构状态，对于流体-固体跨材料粒子对采用界面两侧粒子的局部状态构造riemann初值问题；

97、所述riemann通量求解模块，用于在各有效粒子对之间建立局部一维riemann初值问题，依据粒子对两侧的压力、速度、密度和声速求取界面星区状态，根据左右两侧声阻抗对压力和法向速度进行加权，获得界面压力和界面法向速度，以成对、方向相反的方式作用于粒子对两侧，用于更新粒子的质量、动量和能量变化率；

98、所述固体强度与损伤计算模块，用于更新固体粒子的偏应力、等效应力、屈服状态、等效塑性应变、温度和损伤变量，根据固体粒子邻域速度场计算应变率并采用jaumann客观应力更新关系获得偏应力试探值，根据von mises屈服准则和johnson-cook本构模型进行塑性修正，采用taylor-quinney系数计算绝热温升，并依据塑性应变增量累积损伤变量；

99、所述轴对称几何修正模块，用于在质量守恒、动量守恒和能量守恒关系中加入与粒子径向位置有关的柱坐标几何附加项，在固体应力更新中加入环向应变率和环向偏应力，对靠近对称轴的粒子采用轴心安全处理；

100、所述时间积分模块，用于按照显式预测-校正方式更新各粒子的状态变量，在预测阶段获得中间时刻的预测状态并重新计算各变化率，在校正阶段获得下一时刻的粒子状态，同时依据稳定性条件确定下一时间步长；

101、结果输出模块，用于在预设时间间隔输出粒子状态数据，在指定空间位置设置虚拟测点并记录时间历程数据，提取冲击波传播、结构变形和材料破坏过程数据；

102、其中，模型输入与粒子初始化模块、粒子邻域搜索模块、材料状态计算模块、空间状态重构模块、流固界面处理模块、riemann通量求解模块、固体强度与损伤计算模块、轴对称几何修正模块、时间积分模块以及结果输出模块之间的数据连接关系如下：

103、所述模型输入与粒子初始化模块的数据输出端与所述粒子邻域搜索模块、所述材料状态计算模块和所述时间积分模块的数据输入端连接，用于向各计算模块提供初始粒子状态和计算控制参数；

104、所述粒子邻域搜索模块的输出端分别与所述流固界面处理模块和所述固体强度与损伤计算模块连接，用于提供各粒子的邻居列表、粒子间距离、作用方向和核函数梯度；

105、所述材料状态计算模块的输出端与所述流固界面处理模块及所述riemann通量求解模块连接，用于提供粒子压力、密度、比内能和声速；

106、所述空间状态重构模块的输出端与所述riemann通量求解模块连接，用于提供同种材料粒子对的左右重构状态；

107、所述流固界面处理模块的输出端与所述riemann通量求解模块连接，用于提供同种材料粒子对的左右重构状态以及跨材料粒子对的流体法向压力状态和固体等效法向压力状态；

108、所述riemann通量求解模块的输出端与所述时间积分模块连接，用于提供粒子质量、动量和能量变化率；所述固体强度与损伤计算模块以及所述轴对称几何修正模块的输出端同样与所述时间积分模块连接，用于提供固体应力变化率、塑性状态、损伤状态和轴对称附加项；

109、所述时间积分模块更新后的粒子状态重新输入所述粒子邻域搜索模块和所述材料状态计算模块，由此形成逐时间步循环求解的数据闭环；满足输出条件时，所述时间积分模块将当前粒子状态传递至所述结果输出模块。

110、进一步地，所述系统还包括并行计算模块，用于将粒子初始化、邻域搜索、粒子对相互作用、材料状态更新、固体本构更新和结果统计任务分配至多个处理器线程；对彼此独立的粒子循环采用线程并行方式执行，对可能同时写入同一粒子变量的粒子对计算采用线程私有变量、局部累加、原子操作或分区计算方式进行数据保护，以减少并行计算中的数据竞争。

111、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

112、1、本发明提供的一种基于riemann-ulsph的爆炸与冲击流固耦合数值模拟方法，通过将固体偏应力在界面法向上的投影转换为等效法向压力，使流体压力与固体总应力能够在同一局部 riemann 问题中进行处理，实现了跨介质界面牵引连续、动量交换和能量传递的准确计算。

113、2、本发明提供的一种基于riemann-ulsph的爆炸与冲击流固耦合数值模拟方法，通过对同种材料粒子对采用高阶状态重构、对流固跨材料粒子对采用局部状态和等效牵引处理，实现了强冲击波分辨能力与跨介质界面数值稳定性的兼顾。

114、3、本发明提供的一种基于riemann-ulsph的爆炸与冲击流固耦合数值模拟方法，通过在固体内部保留完整偏应力通量、在流固界面采用法向牵引等效方式，实现了避免将固体剪切响应不恰当地施加至无黏流体的同时保留固体内部弹塑性承载能力。

115、4、本发明提供的一种基于riemann-ulsph的爆炸与冲击流固耦合数值模拟方法，通过将径向、轴向、剪切和环向应力统一纳入固体本构更新，并在质量、动量和能量计算中加入轴对称几何修正，实现了利用二维计算规模描述三维轴对称极端动力学过程。

116、5、本发明提供的一种基于riemann-ulsph的爆炸与冲击流固耦合数值模拟方法，通过设置轴心安全区域并对靠近对称轴的粒子采用轴心近似方式计算环向应变率，实现了降低径向坐标趋近于零时几何附加项被放大的风险，提高了对称轴附近粒子计算的稳定性。

117、6、本发明提供的一种基于riemann-ulsph的爆炸与冲击流固耦合数值模拟方法，通过采用无网格更新拉格朗日粒子描述流体大幅运动、结构大变形、界面移动和材料破碎，实现了无需进行传统网格重构即可适用于拓扑关系持续变化的极端动力学问题。

118、7、本发明提供的一种基于riemann-ulsph的爆炸与冲击流固耦合数值模拟方法，通过将 riemann 通量计算、固体弹塑性更新、材料损伤失效、动态时间步和并行邻域搜索设置于统一时间推进流程中，实现了提高多材料流固耦合计算的一致性。

119、综上，应用本发明的技术方案，现有技术中传统网格方法在大变形与拓扑变化时易产生网格畸变和频繁重映射、传统 sph 方法在强间断和跨介质界面处易产生非物理压力振荡与粒子穿透、流固界面处固体法向偏应力贡献缺失导致载荷传递不连续、以及轴对称问题中固体弹塑性响应与几何源项难以协调计算，本发明通过建立统一轴对称riemann-ulsph 无网格粒子计算框架，将流体压力求解、固体弹塑性响应、流固界面通量交换、轴对称几何修正、材料损伤失效和时间推进统一设置于无网格粒子计算框架中。因此，本发明的技术方案解决了现有技术中的计算稳定性不足、流固界面压力传递不连续、冲击波附近非物理振荡明显、固体偏应力贡献处理不完整、轴对称几何项与材料强度响应难以协调计算以及结构发生大变形后网格质量下降的问题。

120、基于上述理由本发明可在高速碰撞、侵彻冲击、爆炸载荷、水下爆炸、强冲击波传播、流体冲击结构、航空航天器防护、舰船与海洋工程结构抗爆设计、重大工程设施抗爆抗冲击评估等领域广泛推广。