一文说尽冲击动力学——爆炸力学简介
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本篇目录如下：
爆炸力学研究对象、内容和方法；
拉格朗日法；
欧拉法；
混合方法；
动力有限元法；
可视化与科学计算
爆炸力学研究对象、内容和方法
爆炸是指在极短时间内，在极小的体积内或面积上发生极大能量转化的过程，也可以说是发生高功率密度（单位体积或单位面积）的过程。其转换的能量可以是核能、化学能和物理能，爆炸过程伴随有物理变化、化学变化和核变化，爆炸力学主要以力学的观点和方法研究爆炸过程。研究爆炸力学可以从理论研究、实验研究和数值模拟研究三个方面进行。
爆炸力学所研究的过程中，伴随有各种参建(速度、压力，应力和温度等)随空间和时间的急制变化。通常，速度超过材料音速，力为1GP到数百GPa,核爆炸的压力更高。
这些过程通常用流体动力学和弹塑性动力学模型来描述·根据情况采用一维或多维空间，加上化学反应方程、反应率方程、热传导方程、本构关系等，成为包含有线性和非线性偏微分方程、常微分方程、积分方程、泛函方程及代数方程的一个封闭方程组，根据具体情祝有不同的初始条件和边界条件。
爆炸力学研究的课题很泛，应用在常规武器、工程爆破、爆炸加工、动高压合成新材料和爆炸灾害的防护等方面。这些应用从理论上可以归纳为以下几个课题：
1.炸药在各种形式初始冲能作用下的起爆：
2.爆轰的传播与控制：
3.爆轰产物的运动：
4,爆炸对薄层介质的驱动加速：
5.爆炸加载下，应力波的传播及材料的破坏：
6.空气中爆炸；
7.岩石及土中爆炸；
8.水中爆炸；
9.高速碰撞，弹丸、长杆及射流对且标的侵彻：
10.爆炸加载下材料的化学反应及相变。
上述理论课题原则上可以用双曲型偏微分方程组来描述，大部分属于三维和二维不定常问题。它们比通常的流体力学问题、空气动力学问题及结构动力学问题要复杂得多，因为有许多特殊要求。例如：
1.材料的大变形：
2.计算目标区域内有多种材料，并且要求清晰显示内界面和外界面；
3.化学反应：
4.高压、高温及高应变率使得一些材料系数不能视为常数：
5.各种强间断的处理：
6,出于材料破坏或相变产生新的界面；
7.滑动边界的处理。
为了进行数值计算，要把连续的微分方程组离散化，成为求出有限个点的解的离散方程组（通常是代数方程组），然后用计算机求解。最常用的离散化方法有两类：
一类是先建立微分方程组（控制方程），然后用网格覆盖时间和空间，进行近似的数值解。这类方法以有限差分法为代表；
另一分类是先将连续的目标空间分解成有限个小单元，组成离散化模型，然后对离散化模型求近似的数值解。这类方法以有限元法为代表。
有限差分法在动力学、流体力学和爆炸力学中得到泛应用。
