修正SPH方法在自由表面模拟中的应用

对传统光滑粒子动力学(SPH)方法进行修正,提出了一种密度初始化方法,同时采用一种新的固壁边界处理方法,模拟溃坝问题。通过液滴旋转和无透空块体溃坝问题的模拟验证了修正SPH方法的有效性和在自由表面模拟中的准确性,分析了密度初始化对流动的影响;数值结果表明,修正SPH方法提高了数值计算的精度和稳定性。最后应用修正SPH方法模拟了有透空块体和挡板紧挨水柱的溃坝现象,比较了有无透空块体两种情况下右端直墙上压力变化情况,结果表明,透空块体可使右端直墙上的压力减小,有无挡板、挡板位置和水柱长高比对溃坝现象有重要影响。

修正SPH方法在冲击波中的应用

SPH方法以核近似作为基础,受到核近似连续性原理的限制,在求解域中粒子必须是满足均匀分布的,这对SPH方法的应用也非常不利;同时,由于紧支域边界截断误差的存在,使得结果在边界上的误差常常比较大.对上述问题,在传统SPH方法的基础上,对核近似离散过程进行了修正,并引入黎曼解构成了修正的SPH方法,即CSPH和GSPH方.应用3种SPH方法对一维冲击管问题及一维爆轰波问题进行了对比研究.从分析结果可知在CSPH方法的基础上改进的GSPH方法有效地改善了传统SPH方法在非连续冲击波问题中的计算精度、相容性等问题,大大提高了传统SPH方法捕获间断信息的精度.

二维管道充填过程的修正SPH模拟

通过施加一种密度初始化方法对传统光滑粒子动力学(SPH)方法进行修正,提出一种修正SPH方法.同时,为了提高边界上数值计算的准确性,提出一种新的固壁边界处理方法.通过修正SPH方法模拟液滴拉伸问题和溃坝问题,验证修正SPH方法的准确性和可靠性.随后,对研究很少的管道充填过程进行修正SPH模拟,并讨论Re对流场及涡的影响.数值结果表明,修正SPH方法能够准确模拟牛顿流体管道充填过程,且流动受Re的影响较大.

基于修正SPH方法的爆轰波绕射传播的数值模拟

为研究内置金属球体的球壳装药在一点起爆情况下的非理想爆轰波的传播行为,基于修正的光滑粒子流体动力学(SPH)方法进行绕射爆轰波传播的数值模拟,并应用一种工程上简便的近似计算方法对该球壳装药模型的爆轰波传播时间进行计算。结果表明,数值模拟的特征爆轰时间与理论计算结果非常吻合,验证了修正SPH方法在爆炸数值模拟领域的可行性。

浅谈三维广义牛顿流体复杂流动过程修正SPH方法模拟

工业上聚合物加工过程中常涉及广义牛顿自由表面流问题,其数值模拟为当今国际上的研究热点。本文以Cross模型流体为主,对三维广义牛顿自由面流动问题SPH方法模拟研究的优缺点进行了探讨。为提高Cross模型流动问题模拟的精度和稳定性,结合密度耗散项和Taylor展开思想给出了一种适合三维广义牛顿自由面流动问题模拟的修正SPH离散格式。