[發明專利]一種基于有限元分析的燒沖復合傷壓力測量方法

有效

• 申請號: 201710556076.6
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107391821B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 柴家科;暢陽;郁永輝;尹會男;胡泉;劉玲英
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍總醫院第一附屬醫院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李桂玲;孫福春

1.一種基于有限元分析的燒沖復合傷壓力測量方法，以實驗動物為對象測量爆炸的沖擊壓力，其特征在于，所述實驗動物是醫學實驗大鼠，所述方法包括如下過程：

A. 對所述實驗動物建立動物三維模型；

A1. 采用CT掃描獲得所述實驗動物的原始三維模型， CT掃描設備為Micro-CT，所述CT掃描的CT值為-718Hu～177Hu，所述CT掃描的間距不大于1.6mm，將CT圖片導入Mimics軟件，生成STL格式的原始三維模型文件；

A2. 對所述實驗動物的原始三維模型進行曲面化處理，獲得光滑表面的所述動物三維模型，將Mimics生成的STL文件導入Geomagic Studio軟件，生成IGES格式的動物三維模型文件；

B. 根據爆炸力建立模擬爆炸場，所述爆炸力是10g等效TNT炸藥的爆炸力，所述模擬爆炸場包括一個以爆炸中心為球心的球面形的沖擊波初始域，所述沖擊波初始域為球面，所述模擬爆炸場還包括模擬地面，模擬爆炸場的范圍是以模擬地面為地面、距爆炸中心一定距離的圓柱形區域，所述爆炸中心距所述模擬地面的距離等于所述沖擊波初始域的球面半徑，動物三維模型的水平中線與爆炸中心等高；

C. 以所述動物三維模型和所述模擬爆炸場為數據，采用有限元分析方法獲得所述動物三維模型表面各部位在所述模擬爆炸場中承受的沖擊壓力，使用FLUENT求解器進行計算，包括：

定義計算條件：尺寸為實際量綱尺寸，選擇湍流模型，定義計算域流體為理想氣體，定義藥柱、動物三維模型及地面為無滑移固體壁面，藥柱口定義為壓力進口邊界條件，所述邊界條件采用UDF定義壓力隨時間變化關系式，計算域外表面為壓力出口，并將求解器設置為瞬態求解，控制方程離散格式為二階精度，收斂標準為10^-4；

初始化流場條件：設定求解時間步長為1.0×10^-5，每個時間步長迭代20步，并以每20個時間步長的迭代結果進行保存，開始計算直至流場壓力恢復環境壓力。

2.根據權利要求1所述的一種基于有限元分析的燒沖復合傷壓力測量方法，其特征在于，所述沖擊波初始域的球面半徑為10cm。

3.根據權利要求1所述的一種基于有限元分析的燒沖復合傷壓力測量方法，其特征在于，在所述過程C中，所述動物三維模型位于所述模擬地面上，所述模擬爆炸場的數據為在所述沖擊波初始域上的壓力值。