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复杂结构内爆炸冲击波传播的大规模计算方法研究
1
作者 王成 王雪桃 +2 位作者 李涛 张志刚 孙伟福 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期39-50,共12页
为研究爆炸冲击波在矿井巷道等复杂地下密闭空间内的传播过程及衰减规律,提出了一种基于数据流的分块续算方法.该方法解决了计算资源的大量浪费问题,实现了大尺寸复杂地下密闭空间内冲击波传播的大规模、高效率、高精度数值模拟.方形坑... 为研究爆炸冲击波在矿井巷道等复杂地下密闭空间内的传播过程及衰减规律,提出了一种基于数据流的分块续算方法.该方法解决了计算资源的大量浪费问题,实现了大尺寸复杂地下密闭空间内冲击波传播的大规模、高效率、高精度数值模拟.方形坑道内爆过程的数值结果与实验结果基本一致,证明了该计算方法的准确性.标准模型算例全尺寸计算与分块续算数值模拟结果的误差在0.33%以内,且续算方法在给定算例下相比普通全尺寸计算节约了88.68%的计算核时,证明该方法不仅能保证计算过程的准确性,而且还极大地提高了计算效率.同时,对一个包含长方体型工房和圆柱形分叉泄压洞的大尺寸复杂结构内的爆炸问题进行了数值模拟,结果表明:冲击波超压在泄压洞内是以波动衰减的趋势逐渐减小的,且其衰减速度比在自由场的小;T型分流时管道间采用直角交汇或缩小管道直径在一定程度上有利于冲击波超压的衰减.数值模拟结果表明,基于数据流的分块续算方法可用于地下空间等大尺度复杂结构防爆抗爆设计的理论指导. 展开更多
关键词 爆炸冲击波 复杂结构 数值模拟 分块续算
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碳族非金属材料表面金属化的研究进展 被引量：2
2
作者 孙伟福 陈国华 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期59-64,共6页
主要介绍金属化的原理及化学镀、电沉积、自组装等技术在石墨、金刚石、富勒烯、碳纤维、碳纳米管、硅/二氧化硅基体等碳族(ⅣA)非金属材料表面金属化的最近研究成果及应用情况,并对各领域存在的具体问题和将来的发展趋势作了介绍。化... 主要介绍金属化的原理及化学镀、电沉积、自组装等技术在石墨、金刚石、富勒烯、碳纤维、碳纳米管、硅/二氧化硅基体等碳族(ⅣA)非金属材料表面金属化的最近研究成果及应用情况,并对各领域存在的具体问题和将来的发展趋势作了介绍。化学镀因其易于操作、低成本、应用范围广等优点而成为很有前途的方法。 展开更多
关键词 金属化 非金属材料 石墨 碳纤维 碳纳米管 硅/二氧化硅基体
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Ag-PMMA复合薄膜抗冲击性能的分子动力学研究
3
作者 林高建 高文鹏 +1 位作者 陈鹏万 孙伟福 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期134-146,共13页
纳米尺度多层复合结构的动态冲击响应对半导体制造和微小粒子防护等具有重要意义。采用分子动力学方法模拟Si基底支撑的Ag-PMMA复合薄膜的抗冲击性能,通过对接触力响应、动能损耗、应力波传播、位错和损伤演化、侵彻深度等进行综合分析... 纳米尺度多层复合结构的动态冲击响应对半导体制造和微小粒子防护等具有重要意义。采用分子动力学方法模拟Si基底支撑的Ag-PMMA复合薄膜的抗冲击性能,通过对接触力响应、动能损耗、应力波传播、位错和损伤演化、侵彻深度等进行综合分析,解释了在衬底支撑条件下金属聚合物复合薄膜的能量耗散机制。结果表明,侵彻过程可以分为局部压缩阶段和整体变形阶段。在局部压缩阶段,Ag表面接触区域原子在高速冲击下由于应力集中效应直接转化为无定形结构,因而接触力达到侵彻过程的峰值。薄膜厚度主要在整体变形阶段产生影响:较薄的复合薄膜明显受到衬底的限制,在高速冲击下直接发生贯穿性损伤;而较厚的复合薄膜通过Ag的集体位错和PMMA的弹性变形耗散子弹动能,能够充分发挥各层材料特性。 展开更多
关键词 Ag-PMMA复合薄膜 分子动力学 动态冲击 接触响应 损伤 位错演化
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弹丸几何形状对石墨烯动态力学响应的影响
4
作者 张涛 蒋俊 孙伟福 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期150-161,共12页
为探究弹丸几何形状对石墨烯动态力学响应的影响,考虑了不同形状以及同种形状下不同结构尺寸比例的两种弹丸设计方案,借助分子动力学模拟进行计算,通过表征弹丸的剩余速度、动能损耗以及石墨烯自身破坏的状况和应力波的传播状态研究石... 为探究弹丸几何形状对石墨烯动态力学响应的影响,考虑了不同形状以及同种形状下不同结构尺寸比例的两种弹丸设计方案,借助分子动力学模拟进行计算,通过表征弹丸的剩余速度、动能损耗以及石墨烯自身破坏的状况和应力波的传播状态研究石墨烯受到冲击时的响应。结果表明:不同形状弹丸冲击石墨烯的剩余速度和动能消耗随冲击速度的变化大致可分为3个区域,其中球形和半球形弹丸冲击情况类似,柱形弹丸的差异性较大;柱形弹丸对石墨烯的破坏要强于球形和半球形弹丸,分形理论模型能够较好地量化描述石墨烯破孔样貌;柱形弹丸自身平头部产生的“屏障效应”能够较好地解释其侵彻单层和双层石墨烯的弹道极限速度分别小于和接近球形和半球形冲击时的弹道极限速度;同种形状下,弹丸结构尺寸比例增大,弹丸侵彻能力增强,但尺寸比增大所带来的优势不具有持续增强性。 展开更多
关键词 弹丸形状 分子动力学模拟 超高速冲击 分形理论 屏障效应 弹道极限速度
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聚合物/层状矿物纳米复合材料的研究进展 被引量：8
5
作者 徐文 武小雷 孙伟福 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期769-779,共11页
聚合物/层状矿物纳米复合材料结合了聚合物的强韧性与纳米层状矿物的强力学性,具有优良的力学性能、热学性能、气体阻隔性能和导电性能等,实际应用广泛。介绍了聚合物/层状矿物纳米复合材料结构特点及其表征方法和制备方法、性能和应用... 聚合物/层状矿物纳米复合材料结合了聚合物的强韧性与纳米层状矿物的强力学性,具有优良的力学性能、热学性能、气体阻隔性能和导电性能等,实际应用广泛。介绍了聚合物/层状矿物纳米复合材料结构特点及其表征方法和制备方法、性能和应用,并综述了近年来聚合物/层状矿物纳米复合材料的研究进展,展望了该类材料的发展趋势。为了进一步加快该类材料的发展,应进一步从分子尺度上全面理解聚合物/层状矿物纳米复合材料的结构,尤其是聚合物主体与层状矿物片层间界面结构与性质对纳米复合材料整体性能的影响。 展开更多
关键词 层状矿物 插层 剥离 纳米复合材料 力学性能
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