iSALE - 3. 例. 衝突実験との比較. ポリカ球->Al板 Diff
- Added parts are displayed like this.
- Deleted parts are displayed
like this.
== 千葉工大 惑星探査研で行った室内衝突実験と比較するための計算例 (千葉工大 黒澤)
* 直径4.7 mmのポリカーボネイト球を7.3 km/sでAl円板に衝突させ、高速ビデオカメラで撮像した。
* 「Collision2D」をベースにInput fileを書き換え、比較計算を行った。
=== 使用したasteroid.inp
#ISINP
------------------------------------------------------------------------
--- this is the new input file used by iSALE versions of v7.0 and higher
------------------- General Model Info ---------------------------------
VERSION __DO NOT MODIFY__ : 4.1
DIMENSION dimension of input file : 2
PATH Data file path : ./
MODEL Modelname : Collision2D
------------------- Mesh Geometry Parameters ---------------------------
GRIDH horizontal cells : 0 : 280 : 160
GRIDV vertical cells : 200 : 360 : 80
GRIDEXT ext. factor : 1.05d0
GRIDSPC grid spacing : 5.875D-5
GRIDSPCM max. grid spacing : -4.0D+0
CYL Cylind. geometry : 1.0D0
------------------- Global setup parameters -----------------------------
S_TYPE setup type : DEFAULT
T_SURF Surface temp : 293.D0
GRAD_TYPE gradient type : NONE
PR_TRACE Collision tracers : 1
COL_SITE Cell no. of impact : 170
------------------- Projectile ("Object") Parameters --------------------
OBJNUM number of objects : 1
OBJRESH CPPR horizontal : 40
OBJRESV CPPR vertical : 40
OBJVEL object velocity : -7.3D3
OBJMAT object material : body__1
OBJTYPE object type : SPHEROID
OBJOFF_V proj offset (ver) : 0
------------------- Target Parameters ----------------------------------
LAYNUM layers number : 2
LAYPOS layer position : 1 : 350
LAYMAT layer material : core__2 : mantle2
LAYTPROF thermal profile : CONST : CONST
------------------- Time Parameters ------------------------------------
DT initial time increment : 2.5D-9
DTMAX maximum timestep : 5.D-4
TEND end time : 5.0D-5
DTSAVE save interval : 1.0D-7
------------------- Boundary Condition Parameters ----------------------
BND_L left : FREESLIP
BND_R right : OUTFLOW
BND_B bottom : OUTFLOW
BND_T top : OUTFLOW
------------------- Numerical Stability Parameters ---------------------
AVIS art. visc. linear : 0.2D0
AVIS2 art. visc. quad. : 1.0D0
------------------- Tracer Particle Parameters -------------------------
TR_QUAL quality : 1
TR_SPCH tracer spacing X : -10.D0 : -300.D0 : -10.D0
TR_SPCV tracer spacing Y : -10.D0 : -300.D0 : -20.D0
TR_VAR add. tracer fiels : #TrP-TrT-Trp-TrA-TrV-TrM#
------------------- (Material) Model parameters (global) ---------------
STRESS Consider stress : 1
------------------- Data Saving Parameters -----------------------------
QUALITY Compression rate : 80
VARLIST List of variables : #Den-Tmp-Pre-Sie-Dam-Yld-Alp-VEL#
------------------------------------------------------------------------
<<END
=== 使用したmaterial.inp
#ISMAT
--------------------------------------------------------------------------------
MATNAME Material name : body__1 : mantle2 : core__2
EOSNAME EOS name : polycar : aluminu : perfgas
EOSTYPE EOS type : tillo : tillo : tillo
STRMOD Strength model : HYDRO : JNCK : HYDRO
DAMMOD Damage model : NONE : NONE : NONE
ACFL Acoustic fluidisation : NONE : NONE : NONE
PORMOD Porosity model : NONE : NONE : NONE
THSOFT Thermal softening : NONE : JNCK : NONE
LDWEAK Low density weakening : NONE : NONE : NONE
--------------------------------------------------------------------------------------------------
---------general parameters ----------------------------------------------------------------------
POIS pois : 2.5D-01 : 3.3D-01 : 5.0D-01
---------thermal softening -----------------------------------------------------------------------
TFRAC tfrac : 1.2D+00 : 1.2D+00 : 1.2D+00
----- Minimum Pressure ---------------------------------------------------------------------------
PMININ minimum pressure : XXXXXXXXXX : -2.440D+09 : XXXXXXXXXX
---------thermal parameters ----------------------------------------------------------------------
TMELT0 tmelt0 : 1.373D+03 : 9.3300D+02 : 1.373D+03
CHEAT C_heat : 1.D+03 : 8.9600D+02 : 1.D+03
ASIMON a_simon : 1.52D+09 : 6.0000D+09 : 1.52D+09
CSIMON c_simon : 4.05D+00 : 3.0000D+00 : 4.05D+00
---------shear strength of intact material -------------------------------------------------------
YINT0 yint0 : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 1.D+07
FRICINT fricint : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 6.D-01
YLIMINT ylimint : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 2.D+09
---------shear strength of damaged material ------------------------------------------------------
YDAM0 ydam0 (ycoh) : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 1.D+06
FRICDAM fricdam : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 6.D-01
YLIMDAM ylimdam : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 2.5D+09
---------porosity properties (Wuennemann) --------------------------------------------------------
ALPHA0 Initial porosity : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 30.D+00
EPSE0 Elastic threshold : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : -1.D-05
ALPHAX Transition : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 1.D+00
KAPPA Exp Coefficient : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 9.8D-01
CHI Sound speed ratio : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 1.D+00
----- Johnson-Cook strength parameters -----------------------------------------------------------
JC_A strain coeff. a : XXXXXXXXXX : 2.4400D+08 : XXXXXXXXXX
JC_B strain coeff. b : XXXXXXXXXX : 4.8800D+08 : XXXXXXXXXX
JC_N strain exponent : XXXXXXXXXX : 4.2000D-01 : XXXXXXXXXX
JC_C str. rate coeff c : XXXXXXXXXX : 0.0000D-00 : XXXXXXXXXX
JC_M thermal soft. : XXXXXXXXXX : 1.3400D+00 : XXXXXXXXXX
JC_TREF ref. temperature : XXXXXXXXXX : 2.9300D+02 : XXXXXXXXXX
--------------------------------------------------------------------------------------------------
<<END
=== 計算結果
{{attach_view(iSALE_Polycar-Al.gif)}}
=== 実験結果
{{attach_view(Shot15.mov)}}{{attach_anchor(Shot15.mov)}}
=== クレータプロファイル比較
{{attach_view(Crater_profile.jpg)}}
=== ☆コメント☆
実験と調和的な点
* 着弾直後の強い自発光(弾丸&標的のShock heating, 衝撃圧縮中のポリカ弾丸の温度は数千K)
* 着弾から3-4 us後に放出物カーテンがちぎれはじめる。
* クレータプロファイル
実験と不調和な点
* 潰れた半球状の自発光蒸気雲が計算では現れない(Low density cutoffが効いているようだ。)
* 最終的なクレータリムの形状。
* 実験: 変形することで、リムが成形される。
* 計算: ちぎれ飛んで、リムが成形される。
* 恐らく使用したAlの強度モデルが適していない。
* 直径4.7 mmのポリカーボネイト球を7.3 km/sでAl円板に衝突させ、高速ビデオカメラで撮像した。
* 「Collision2D」をベースにInput fileを書き換え、比較計算を行った。
=== 使用したasteroid.inp
#ISINP
------------------------------------------------------------------------
--- this is the new input file used by iSALE versions of v7.0 and higher
------------------- General Model Info ---------------------------------
VERSION __DO NOT MODIFY__ : 4.1
DIMENSION dimension of input file : 2
PATH Data file path : ./
MODEL Modelname : Collision2D
------------------- Mesh Geometry Parameters ---------------------------
GRIDH horizontal cells : 0 : 280 : 160
GRIDV vertical cells : 200 : 360 : 80
GRIDEXT ext. factor : 1.05d0
GRIDSPC grid spacing : 5.875D-5
GRIDSPCM max. grid spacing : -4.0D+0
CYL Cylind. geometry : 1.0D0
------------------- Global setup parameters -----------------------------
S_TYPE setup type : DEFAULT
T_SURF Surface temp : 293.D0
GRAD_TYPE gradient type : NONE
PR_TRACE Collision tracers : 1
COL_SITE Cell no. of impact : 170
------------------- Projectile ("Object") Parameters --------------------
OBJNUM number of objects : 1
OBJRESH CPPR horizontal : 40
OBJRESV CPPR vertical : 40
OBJVEL object velocity : -7.3D3
OBJMAT object material : body__1
OBJTYPE object type : SPHEROID
OBJOFF_V proj offset (ver) : 0
------------------- Target Parameters ----------------------------------
LAYNUM layers number : 2
LAYPOS layer position : 1 : 350
LAYMAT layer material : core__2 : mantle2
LAYTPROF thermal profile : CONST : CONST
------------------- Time Parameters ------------------------------------
DT initial time increment : 2.5D-9
DTMAX maximum timestep : 5.D-4
TEND end time : 5.0D-5
DTSAVE save interval : 1.0D-7
------------------- Boundary Condition Parameters ----------------------
BND_L left : FREESLIP
BND_R right : OUTFLOW
BND_B bottom : OUTFLOW
BND_T top : OUTFLOW
------------------- Numerical Stability Parameters ---------------------
AVIS art. visc. linear : 0.2D0
AVIS2 art. visc. quad. : 1.0D0
------------------- Tracer Particle Parameters -------------------------
TR_QUAL quality : 1
TR_SPCH tracer spacing X : -10.D0 : -300.D0 : -10.D0
TR_SPCV tracer spacing Y : -10.D0 : -300.D0 : -20.D0
TR_VAR add. tracer fiels : #TrP-TrT-Trp-TrA-TrV-TrM#
------------------- (Material) Model parameters (global) ---------------
STRESS Consider stress : 1
------------------- Data Saving Parameters -----------------------------
QUALITY Compression rate : 80
VARLIST List of variables : #Den-Tmp-Pre-Sie-Dam-Yld-Alp-VEL#
------------------------------------------------------------------------
<<END
=== 使用したmaterial.inp
#ISMAT
--------------------------------------------------------------------------------
MATNAME Material name : body__1 : mantle2 : core__2
EOSNAME EOS name : polycar : aluminu : perfgas
EOSTYPE EOS type : tillo : tillo : tillo
STRMOD Strength model : HYDRO : JNCK : HYDRO
DAMMOD Damage model : NONE : NONE : NONE
ACFL Acoustic fluidisation : NONE : NONE : NONE
PORMOD Porosity model : NONE : NONE : NONE
THSOFT Thermal softening : NONE : JNCK : NONE
LDWEAK Low density weakening : NONE : NONE : NONE
--------------------------------------------------------------------------------------------------
---------general parameters ----------------------------------------------------------------------
POIS pois : 2.5D-01 : 3.3D-01 : 5.0D-01
---------thermal softening -----------------------------------------------------------------------
TFRAC tfrac : 1.2D+00 : 1.2D+00 : 1.2D+00
----- Minimum Pressure ---------------------------------------------------------------------------
PMININ minimum pressure : XXXXXXXXXX : -2.440D+09 : XXXXXXXXXX
---------thermal parameters ----------------------------------------------------------------------
TMELT0 tmelt0 : 1.373D+03 : 9.3300D+02 : 1.373D+03
CHEAT C_heat : 1.D+03 : 8.9600D+02 : 1.D+03
ASIMON a_simon : 1.52D+09 : 6.0000D+09 : 1.52D+09
CSIMON c_simon : 4.05D+00 : 3.0000D+00 : 4.05D+00
---------shear strength of intact material -------------------------------------------------------
YINT0 yint0 : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 1.D+07
FRICINT fricint : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 6.D-01
YLIMINT ylimint : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 2.D+09
---------shear strength of damaged material ------------------------------------------------------
YDAM0 ydam0 (ycoh) : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 1.D+06
FRICDAM fricdam : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 6.D-01
YLIMDAM ylimdam : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 2.5D+09
---------porosity properties (Wuennemann) --------------------------------------------------------
ALPHA0 Initial porosity : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 30.D+00
EPSE0 Elastic threshold : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : -1.D-05
ALPHAX Transition : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 1.D+00
KAPPA Exp Coefficient : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 9.8D-01
CHI Sound speed ratio : XXXXXXXXXX : XXXXXXXXXX : 1.D+00
----- Johnson-Cook strength parameters -----------------------------------------------------------
JC_A strain coeff. a : XXXXXXXXXX : 2.4400D+08 : XXXXXXXXXX
JC_B strain coeff. b : XXXXXXXXXX : 4.8800D+08 : XXXXXXXXXX
JC_N strain exponent : XXXXXXXXXX : 4.2000D-01 : XXXXXXXXXX
JC_C str. rate coeff c : XXXXXXXXXX : 0.0000D-00 : XXXXXXXXXX
JC_M thermal soft. : XXXXXXXXXX : 1.3400D+00 : XXXXXXXXXX
JC_TREF ref. temperature : XXXXXXXXXX : 2.9300D+02 : XXXXXXXXXX
--------------------------------------------------------------------------------------------------
<<END
=== 計算結果
{{attach_view(iSALE_Polycar-Al.gif)}}
=== 実験結果
=== クレータプロファイル比較
{{attach_view(Crater_profile.jpg)}}
=== ☆コメント☆
実験と調和的な点
* 着弾直後の強い自発光(弾丸&標的のShock heating, 衝撃圧縮中のポリカ弾丸の温度は数千K)
* 着弾から3-4 us後に放出物カーテンがちぎれはじめる。
* クレータプロファイル
実験と不調和な点
* 潰れた半球状の自発光蒸気雲が計算では現れない(Low density cutoffが効いているようだ。)
* 最終的なクレータリムの形状。
* 実験: 変形することで、リムが成形される。
* 計算: ちぎれ飛んで、リムが成形される。
* 恐らく使用したAlの強度モデルが適していない。