The Modified Ghost Fluid Method Applied to Fluid-Elastic Structure Interaction

In this work,the modified ghost fluid method is developed to deal with 2D compressible fluid interacting with elastic solid in an Euler-Lagrange coupled system.In applying the modified Ghost Fluid Method to treat the fluid-elastic solid coupling,the Navier equations for elastic solid are cast into a system similar to the Euler equations but in Lagrangian coordinates.Furthermore,to take into account the influence of material deformation and nonlinear wave interaction at the interface,an Euler-Lagrange Riemann problem is constructed and solved approximately along the normal direction of the interface to predict the interfacial status and then define the ghost fluid and ghost solid states.Numerical tests are presented to verify the resultant method.

修正的虚拟介质方法用于水下爆炸冲击薄板的模拟

近期发展的修正的虚拟介质方法(MGFM)已经成功应用于求解多介质流动问题。本文研究了近体水下爆炸中强激波对薄板冲击的演变及薄板的动力响应过程。为了真实地考虑不同介质在界面处的非线性相互作用,本文将MGFM推广应用于处理流体与弹性薄板的相互作用。研究发现尽管流体和薄板结构的模拟基于各自不同的求解方法,但是用修正的虚拟介质方法处理二者之间的耦合是十分方便和有效的。数值实验模拟了水下爆炸的过程,表明本文的方法是可行的。

Euler-Lagrange耦合计算的GEL方法

研究了一种Euler-Lagrange耦合数值方法ghost-fluid Euler-Lagrange(GEL)方法,编写了GEL二维计算程序。其中Euler流场计算采用以SCB格式编制的二阶计算程序,Lagrange域计算采用DE-FEL二维动力有限元程序。通过一维黎曼问题的计算结果与高精度PPM方法进行的比较,以及二维移动边界cylinder lift-off problem的计算结果与文献的对比,验证了GEL方法和本文程序的正确性。

基于虚拟流体方法数值模拟作用在水—弹性固体界面的强激波（英文）

文章对强激波与水—弹性固体界面的相互作用进行了数值模拟。基于欧拉方程和弹性动力学方程推导了一个用于处理流固界面的近似黎曼关系。耦合流体区域的欧拉网格和固体区域的拉格郎日网格,用水平集方法追踪流固界面的位置。并分别用五阶WENO和双特征线格式离散流体控制方程和固体控制方程及捕捉强激波在流体和固体中的传播。流固界面附近的网格节点用虚拟流体方法求解。文中还将数值结果和强激波作用在水—固壁界面,水—可压缩固体界面得到的结果进行了对比分析及验证。数值模拟结果也表明了推导的近似黎曼关系和虚拟流体方法可很好地适用于水—弹性固体耦合问题。

球面微喷气-粒混合的物理建模与三维数值模拟

基于自编气体-颗粒两相流程序,对球面会聚冲击波作用于样品球形自由面而形成的喷射颗粒与气体相互作用问题进行了三维数值模拟。根据微喷过程特点及文献数据,通过建模的方法确定颗粒初始分布状态,而运动自由面对气体的作用采用虚拟流体流-固耦合方法处理,并只考虑气体与颗粒之间的定常阻力。数值模拟给出了气体流场和颗粒的演化情况,颗粒云团自然地分成高密度低速区和低密度高速区,该结果与微喷实验的认识基本一致。