[发明专利]一种用于爆炸问题的数值模拟方法及系统

权利要求书

1.一种用于爆炸问题的数值模拟方法，其特征在于，所述数值模拟方法包括：

根据待模拟的实际爆炸问题确定模拟参数；所述模拟参数包括计算区域、计算终止时间以及爆炸点的物理参数；所述物理参数包括所述爆炸点的位置、密度和能量；

对所述计算区域进行网格划分，得到多个网格；根据所述物理参数确定每一所述网格在初始时刻的网格参数；所述网格参数包括所述网格的密度平均值、x方向动量平均值、y方向动量平均值和能量平均值；

对于每一所述网格，利用所述网格对应的修正后高阶重构多项式计算所述网格在初始时刻的数值通量；所述修正后高阶重构多项式为对所述网格对应的高阶重构多项式中的密度和压力进行始终大于0的限制后得到的，所述高阶重构多项式包括密度多项式、x方向动量多项式、y方向动量多项式和能量多项式；

对于每一所述网格，以所述网格在初始时刻的网格参数和数值通量作为输入，计算所述网格在下一时刻的网格参数；

判断是否达到所述计算终止时间；若是，则结束迭代；若否，则以每一所述网格在下一时刻的网格参数作为下一迭代中每一所述网格在初始时刻的网格参数，返回“对于每一所述网格，利用所述网格对应的修正后高阶重构多项式计算所述网格在初始时刻的数值通量”的步骤。

2.根据权利要求1所述的数值模拟方法，其特征在于，所述根据所述物理参数确定每一所述网格在初始时刻的网格参数具体包括：

根据所述爆炸点的位置确定所述爆炸点所处的目标网格；

对于每一所述目标网格，以所述爆炸点的密度作为所述目标网格在初始时刻的密度平均值，以所述爆炸点的能量作为所述目标网格在初始时刻的能量平均值，以0作为所述目标网格在初始时刻的x方向动量平均值和y方向动量平均值，得到所述目标网格在初始时刻的网格参数；

对于除所述目标网格之外的其他每一非目标网格，以空气的密度作为所述非目标网格在初始时刻的密度平均值，以空气的能量作为所述非目标网格在初始时刻的能量平均值，以0作为所述非目标网格在初始时刻的x方向动量平均值和y方向动量平均值，得到所述非目标网格在初始时刻的网格参数。

3.根据权利要求1所述的数值模拟方法，其特征在于，在利用所述网格对应的修正后高阶重构多项式计算所述网格在初始时刻的数值通量之前，所述数值模拟方法还包括：构建所述网格对应的修正后高阶重构多项式，具体包括：

计算所述网格对应的高阶重构多项式中的密度多项式的密度最小值；基于所述密度最小值对所述密度多项式进行密度始终大于0的限制，得到修正后密度多项式；所述修正后密度多项式、所述x方向动量多项式、所述y方向动量多项式和所述能量多项式组成所述网格对应的中间高阶重构多项式；

利用所述网格对应的中间高阶重构多项式构造压力多项式，并计算所述压力多项式的压力最小值；基于所述压力最小值对所述网格对应的中间高阶重构多项式进行压力始终大于0的限制，得到修正后高阶重构多项式。

4.根据权利要求3所述的数值模拟方法，其特征在于，所述基于所述密度最小值对所述密度多项式进行密度始终大于0的限制，得到修正后密度多项式具体包括：

以所述密度最小值作为输入，利用第一计算公式计算第一限制参数；利用所述第一限制参数对所述密度多项式进行限制，得到限制后密度多项式；

利用所述限制后密度多项式计算每一重构点和每一边界通量积分点的密度值，并判断所有所述密度值是否均大于0；

若是，则以所述限制后密度多项式作为修正后密度多项式；

若否，则以所述密度最小值作为输入，利用第二计算公式计算第二限制参数，利用所述第二限制参数对所述密度多项式进行密度始终大于0的限制，得到修正后密度多项式。

5.根据权利要求3所述的数值模拟方法，其特征在于，所述利用所述网格对应的中间高阶重构多项式构造压力多项式具体包括：

利用所述网格对应的中间高阶重构多项式计算每一重构点的压力值；

基于所有所述重构点的压力值构造压力多项式。