[发明专利]一种处理可压流体与压缩状态下的理想弹塑性固体耦合的界面解耦方法

权利要求书

1.一种处理可压流体与压缩状态下的理想弹塑性固体耦合的界面解耦方法，其特征在于，该方法通过一维可压流体与压缩状态下的理想弹塑性固体的多介质黎曼问题的精确解算法，与修正虚拟介质方法结合实现流固耦合界面处的解耦；

(1)该多介质黎曼问题的中间状态*L,*R，通过下面方程求解

f(p_*L,σ_*R,W_L,W_R)≡f_L(p_*L,W_L)+f_R(σ_*R,W_R)+u_R-u_L＝0

其中，L,R分别表示左右介质初始状态，f_L(p_*L,W_L)存在四种情况：

气体的激波关系式

液体的激波关系式

气体的稀疏波关系式

液体的稀疏波关系式

f_R(σ_*R,W_R)存在两种情况：

固体的弹性激波关系式

固体的弹性激波和塑性激波关系式

其中

(2)因上一步已确定解系的各状态，接下来需要确定各波波速才可确定各状态的准确位置；同样地， 考虑激波情况，左侧的激波有两种情况，右侧的激波也有两种情况，产生弹性波或同时产生弹性波和塑形波；

气体中激波波速

液体中激波波速

固体弹性形变时弹性波波速

固体塑形形变时弹性波波速

固体塑形形变时塑形波波速

(3)最后将解系中的以上各结果进行整合，并输出精确解。

2.如权利要求1所述的界面解耦方法，其特征在于，可压流体包括满足Gamma状态方程的气体和满足Tait方程的液体。

3.如权利要求1所述的界面解耦方法，其特征在于，当所述压缩状态下的理想弹塑性固体处于弹性状态，所述压缩状态下的理想弹塑性固体满足Hooke定律

和

其中p是压力，ρ是密度，s是偏应力，K是体积模量，μ是剪切模量，公式上方的“点”表示物质导数；当其处于塑性状态，满足关系

和

其中c₀为固体静态情况下的声速，ρ₀为固体状态方程的参考密度，γ_s为固体的比热比，e为固体的比内能，Y₀是屈服强度，它们均为与具体固体有关的常数,并且该固体的屈服条件为von Mises屈服条件，即当其偏应力满足

时，固体处于弹性状态，当上述不等式不成立时，固体处于塑性状态。