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粗糙糖粉弱冲击压实的 P-α 与中尺度模型校准比较

计算物理 2026-01-23 v2

摘要

本研究比较了预测粗糙糖粉受弱冲击加载下粒子速度的校准策略,基于来自飞机板冲击实验的测量作为基准。评估了两种计算方法:一种是基于连续的 P-α Menikoff 模型,需要校准有效本构参数;另一种是显式解析粒子几何和孔隙率的中尺度仿真。两种模型都可以通过匹配测量的粒子速度历程来实现,但仅通过根本不同的校准机制。在 P-α 模型中,压力依赖的屈服强度至关重要,响应对参数选择如压碎出压力高度敏感。相比之下,中尺度仿真对参数调谐远不那么敏感,主要取决于孔隙率这一物理状态变量,通过二维中的等效映射表示三维 specimen。这些结果表明,连续本构参数是底层粒子尺度过程的有效替代物,而中尺度建模确定了孔隙率是宏观波前起始的主要控制因素,凸显了每种建模方法的不同校准路径和解释意义。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.01940,
  title  = {A Comparison between Separately Calibrated P-{\alpha} and Mesoscale Models for Weak Shock Compaction of Granular Sugar},
  author = {Dawa Seo and Darby J. Luscher and Nitin Daphalapurkar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.01940},
  year   = {2026}
}

备注

19 pages, 5 figures