冲击碰撞问题是一个几何、材料和边界条件均为非线性的多物理场强耦合问题，涉及高速、高压、高温、相变和化学反应，气体、液体和固体等多种物质间相互耦合甚至混合，材料不但会发生严重扭曲和破碎，还会融化甚至汽化。拉格朗日法可以很方便地跟踪材料 的界面和引入与变形历史相关的材料模型，但对于涉及特大变形的问题会因网格严重畸变 而产生数值求解困难，且难以有效地模拟材料的破碎、融化和汽化等行为。欧拉法不存网格畸变问题，适合于分析特大变形及流动问题，但不易跟踪材料界面，且非线性对流项也会导致数值求解困难。

由质点网格法 (particle in cell, PIC) 发展起来的物质点法 (material point method, MPM)采用拉格朗日和欧拉双重描述，将物体离散为一组在空间网格中运动的质点。质点携带了所有的物质信息，如质量、速度、应变和应力等，可很方便地跟踪材料的界面和引入与变形历史相关的材料模型。质点在空间网格中运动，运动方程在空间网格上求解，避免了网格畸变问题，适合于分析特大变形及流动问题。物质点法充分吸收了拉格朗日法和欧拉法的优点，是超高速碰撞和爆炸数值分析的有效的方法。

MPM3D是清华大学航天航空学院计算动力学研究室 张雄教授课题组研发的冲击爆炸三维物质点法数值仿真软件 (计算机软件著作权登记号为 2009SRBJ4761)，可用于模拟超高速碰撞、冲击、侵彻和爆炸问题。MPM3D自2004年开始用 FORTRAN 90 语言研发，为了便于进一步扩充和维护，2007年暑期，我们用 C++ 重写了 MPM3D，称为 MPM3DPP，原 FORTRAN 90 版的 MPM3D停止开发。

PeneBlast 系统是清华大学航天航空学院计算动力学研究室开发的、以 MPM3D为核心求解器的冲击爆炸数值仿真系统，它基于 Qt、 VTK、 CMake和 C++ 开发，具有优良的跨平台特性，可运行于 Windows、 Linux和Mac OS 等操作系统。

MPM3D采用美国Kitware公司研发的跨平台数据分析与可视化开源软件ParaView进行后处理。

软件下载

1. ParaView
   • 本站下载 （ParaView-3.8.1）
   • 远程下载 （推荐）

文档下载

1. 软件介绍
2. MPM3D 用户手册 (需登录)
3. MPM3D 算例手册 (需登录)
4. PeneBalst 系统用户手册 (需登录)
5. 动画集锦
   1. 冲击侵彻类问题
   2. 超高速碰撞问题
   3. 爆炸类问题
   4. 其它类问题