應用概況
戶外通訊設備長(cháng)期暴露在高溫、潮濕的運行環境中，元器件不斷老化，高分子化合物受熱分解，釋放出易燃易爆氣體。若設備通風排氣不暢，上述氣體很容易聚集并達到一定濃度。一旦遇到火花，上述氣體就會被點燃并發(fā)生爆炸。
氣體爆炸所産生的沖擊波，會對(duì)設備結構産生明顯沖擊。結構受沖擊後(hòu)變形、損傷，乃至出現局部破壞，這(zhè)將(jiāng)反過(guò)來對(duì)沖擊波的傳播産生影響。對(duì)于沖擊波，可以采用網格自适應技術，精确捕捉沖擊波傳播過(guò)程中的壓力場和速度場的間斷，使計算網格數量保持在合理的水平。對(duì)于設備結構，可以考慮材料或結構在高速沖擊下的損傷行爲和失效準則，從而準确模拟結構的損傷和失效現象。
然而，單一求解器，隻能(néng)解決單個物理場的問題，無法同時考慮沖擊波傳播、結構變形以及沖擊波與結構的相互作用。因此，SimArk Dynamics 采用混合求解器，對(duì)空氣區域和設備結構分别應用有限體積法和物質點法進(jìn)行模拟。
通過(guò)對(duì)爆炸過(guò)程的模拟，用戶可以評估爆炸對(duì)關鍵設備的影響，确定是否需要對(duì)元器件或設備進(jìn)行重新排布，或者在重點區域布置防護設備。該數值模拟過(guò)程可以更安全、準确、快捷地提供設計依據，從而實現對(duì)昂貴的物理試驗的部分替代。
電源設備
仿真方案
以包含高能(néng)量密度電氣器件的電源設備爲例，考慮設備内部的混合氣體爆炸，采用 SimArk Dynamics 進(jìn)行仿真，可以對(duì)設備在爆炸工況下的受損情況進(jìn)行準确評估。
在 SimArk Dynamics 中，利用有限體積法對(duì)空氣區域進(jìn)行離散，通過(guò)物質點法對(duì)固體結構進(jìn)行模拟；有限體積網格 320 萬，捕捉沖擊波造成(chéng)的物理場間斷；物質點 96 萬個；考慮混合氣體的爆轟過(guò)程，考慮理想氣體狀态方程，采用鋼在常溫下的材料屬性，總計算時長(cháng)爲 0.4 秒；采用顯式時間步進(jìn)方法，時間步長(cháng)由 CFL 數決定；采用 240 核 CPU 作并行計算。
電源設備爆炸
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