光滑粒子动力学方法及其应用 被引量：4

1

作者 刘鹏 刘更 +1 位作者 刘天祥 姚艳 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第9期1126-1130,共5页

光滑粒子动力学(Smoothed Partic le Hydrodynam ics,SPH)方法是近年来得到广泛发展和应用的无网格方法的一个重要分支,它是一种纯Lagrangian方法。本文对现有的光滑粒子动力学方法进行了综述,介绍了该方法的理论基础、连续介质守恒方... 光滑粒子动力学(Smoothed Partic le Hydrodynam ics,SPH)方法是近年来得到广泛发展和应用的无网格方法的一个重要分支,它是一种纯Lagrangian方法。本文对现有的光滑粒子动力学方法进行了综述,介绍了该方法的理论基础、连续介质守恒方程、方法稳定性的改善等,重点阐述了边界条件的处理,并给出了SPH方法的算例。最后,介绍了SPH方法的最新进展状况。 展开更多

关键词 光滑粒子动力学方法 SPH 核函数 边界粒子

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二维自由表面流动的光滑粒子动力学方法数值模拟 被引量：1

2

作者 何涛 周岱 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1425-1429,共5页

在流体微可压缩的假定下,运用光滑粒子动力学(SPH)方法模拟了二维自由表面流动问题.选用正则化五次样条函数作为SPH核函数,由状态方程求得压力,采用显式三步法进行时间积分,利用链表法作为粒子搜索策略,并引入动态粒子模拟边界条件,提... 在流体微可压缩的假定下,运用光滑粒子动力学(SPH)方法模拟了二维自由表面流动问题.选用正则化五次样条函数作为SPH核函数,由状态方程求得压力,采用显式三步法进行时间积分,利用链表法作为粒子搜索策略,并引入动态粒子模拟边界条件,提出了多项修正措施以弥补SPH方法的缺点.研究表明,文中计算结果与实验数据吻合,计算精度理想,且消除了流体粒子附着在边界上的不合理现象. 展开更多

关键词 光滑粒子动力学方法 自由表面流 三步法 动态粒子边界条件 核函数修正

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液体火箭多级活塞筒偏心弹射动力学研究

3

作者 宋士泽 姜毅 +1 位作者 赵远扬 沈博晗 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第2期167-175,共9页

液体推进剂晃动会改变火箭质心并对贮箱产生动态载荷,不利于发射稳定性和安全性。针对液体火箭多级活塞筒偏心弹射过程中的姿态偏移与液体晃动耦合问题,运用有限元-光滑粒子流体动力学方法(FEM-SPH),建立了液体火箭及其发射系统流固耦... 液体推进剂晃动会改变火箭质心并对贮箱产生动态载荷,不利于发射稳定性和安全性。针对液体火箭多级活塞筒偏心弹射过程中的姿态偏移与液体晃动耦合问题,运用有限元-光滑粒子流体动力学方法(FEM-SPH),建立了液体火箭及其发射系统流固耦合模型,模拟分析了液体火箭多级活塞筒偏心弹射全过程,探究了液体火箭适配器数量及空间分布对火箭初始扰动、火箭贮箱受力及适配器自身受力特性的影响。结果表明:液体火箭偏心弹射诱使火箭偏航角偏移,弹射过程火箭氧化剂贮箱所受的侧向晃动载荷高于同级燃料贮箱,位于火箭上部的第一道适配器受力变化更显著。适配器上疏下密分布时火箭偏航角和适配器受力变化最大,适配器上密下疏分布时各贮箱受到晃动力峰值最大。适配器由四道增至六道可使火箭弹射偏航角减小26.9%,各贮箱所受侧向晃动力峰值平均降低24.1%,第一道适配器受力变化量减小34.6%。 展开更多

关键词 液体火箭 多级活塞筒弹射 光滑粒子流体动力学方法 适配器分布

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基于光滑粒子流体动力学方法的表中孔泄流模拟 被引量：6

4

作者 张建伟 主攀 +2 位作者 陈海舟 曹克磊 杜宇 《水电能源科学》 北大核心 2022年第3期136-139,127,共5页

针对表中孔泄流问题,基于光滑粒子流体动力学方法,建立了表中孔泄流冲击水垫塘模型。采用人工粘度、密度近似、镜像虚粒子控制等技术,模拟了双孔同时泄流在空中交汇碰撞、冲击下游水垫塘后产生水舌漩涡、再入水过程,同时验证了溃坝模型... 针对表中孔泄流问题,基于光滑粒子流体动力学方法,建立了表中孔泄流冲击水垫塘模型。采用人工粘度、密度近似、镜像虚粒子控制等技术,模拟了双孔同时泄流在空中交汇碰撞、冲击下游水垫塘后产生水舌漩涡、再入水过程,同时验证了溃坝模型验证方法的合理性。结果表明,开始泄流时中孔压强为13.60 kPa,中孔水流冲击下游水垫塘时最大速度为4.57 m/s,数值模型可准确模拟出表中孔泄流过程,说明基于光滑粒子流体动力学方法的数值模拟可准确处理流体大变形问题,可为表中孔泄流分析和坝身优化设计提供参考。 展开更多

关键词 光滑粒子流体动力学方法 表中孔泄流 水垫塘 消能

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光滑粒子流体动力学方法在饱和边坡地震滑移大变形中的适用性研究 被引量：3

5

作者 黄帅 刘传正 GODA Katsuichiro 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期336-344,F0003,共10页

地震作用下饱和边坡破坏会产生滑移大变形行为,一般难以采用有限元等网格方法进行分析,而光滑粒子流体动力学方法可以轻松处理大变形问题。基于此,通过在光滑粒子流体动力学方法(SPH方法)中加入瑞利衰减阻尼,基于有效应力本构模型改进了... 地震作用下饱和边坡破坏会产生滑移大变形行为,一般难以采用有限元等网格方法进行分析,而光滑粒子流体动力学方法可以轻松处理大变形问题。基于此,通过在光滑粒子流体动力学方法(SPH方法)中加入瑞利衰减阻尼,基于有效应力本构模型改进了SPH方法的运动方程,建立了用于饱和边坡地震滑移大变形的数值计算方法;之后与饱和土样的空心圆柱扭剪试验获取的有效应力路径和剪应力-应变滞回曲线进行了对比,取得了较为一致的结果,验证了本改进方法的可行性。最后采用建立的数值计算方法,分析了不同SPH粒子密度下饱和边坡的地震滑移行为并与Newmark方法进行了对比。研究发现,改进的SPH方法确定的饱和边坡地震滑移临界面形状与Newmark方法对数螺旋滑移面形状吻合较好;因此改进的SPH方法能较好的再现饱和边坡地震作用下的滑移大变形过程,但该方法中边坡地震滑移大变形分析结果受设置的粒子密度影响。 展开更多

关键词 地震作用 滑移大变形 光滑粒子流体动力学方法 Newmark方法 临界滑移面

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光滑粒子流体动力学方法在拱坝中孔泄流冲击水垫塘模拟中的应用 被引量：1

6

作者 张建伟 主攀 +1 位作者 陈海舟 杜宇 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 北大核心 2022年第1期61-68,共8页

为验证光滑粒子流体动力学方法的计算程序对自由表面大变形问题的模拟结果是否准确,基于光滑粒子流体动力学方法,建立溃坝模型,通过与物理模型试验结果对比,两者自由液面相似度为91.7%,内部压强分布合理,说明该程序能相对准确模拟流体... 为验证光滑粒子流体动力学方法的计算程序对自由表面大变形问题的模拟结果是否准确,基于光滑粒子流体动力学方法,建立溃坝模型,通过与物理模型试验结果对比,两者自由液面相似度为91.7%,内部压强分布合理,说明该程序能相对准确模拟流体大变形问题。在此基础上,建立了拱坝泄流模型,模拟了中孔泄流冲击水垫塘过程,结果显示:下泄水流流动连续,未见明显非物理振荡现象;开始泄流时中孔压强为14 kPa;中孔水流冲击下游水垫塘时最大流速为5.1 m/s。数值模型能相对准确地模拟出拱坝中孔泄流过程,未来有望应用于中孔泄流分析及坝身优化设计中。 展开更多

关键词 光滑粒子流体动力学方法 中孔泄流 水垫塘 过程仿真

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基于离散元与光滑粒子流体力学耦合的高浓度尾砂浓密过程仿真 被引量：3

7

作者 熊有为 刘福春 +2 位作者 陈伟 刘恩彦 雷显权 《金属矿山》 CAS 北大核心 2021年第11期19-24,共6页

为实现对高浓度尾砂浓密过程的动态可视化观测和定量化表征,弥补常规物理相似模拟和数值模拟方法适用性较差的不足,提出了一种基于离散元(DEM)和光滑粒子流体动力学(SPH)耦合的高浓度尾砂浓密仿真方法,并采用该方法对某矿全尾砂浓密工... 为实现对高浓度尾砂浓密过程的动态可视化观测和定量化表征,弥补常规物理相似模拟和数值模拟方法适用性较差的不足,提出了一种基于离散元(DEM)和光滑粒子流体动力学(SPH)耦合的高浓度尾砂浓密仿真方法,并采用该方法对某矿全尾砂浓密工艺进行了模拟仿真。通过建立与工业机结构一致的全尺寸深锥浓密机模型,基于物理试验标定固液两相流体仿真参数,以浓密机底流浓度作为主要评价指标,将仿真结果与现场生产情况进行对比,结果显示二者误差极小,验证了仿真模型的准确性和可靠性,为矿山充填浓密工艺研究与优化设计提供了一种新方法。 展开更多

关键词 膏体充填 尾砂浓密 数值仿真 离散元方法 光滑粒子流体动力学方法 DEM-SPH耦合

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破片飞散仿真SPH方法中的初始粒子间距 被引量：3

8

作者 周宵灯 崔村燕 +2 位作者 赵蓓蕾 詹翔 王岩 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2018年第8期190-194,共5页

为了解光滑粒子流体动力学方法数值模拟结果对初始粒子间距的依赖性,更合理地选取初始粒子间距h,选用AUTODYN软件以战斗部爆炸破片飞散仿真为例开展均匀初始粒子间距以及不均匀粒子间距对影响数值模拟的研究;通过定义无量纲参数λ和γ(... 为了解光滑粒子流体动力学方法数值模拟结果对初始粒子间距的依赖性,更合理地选取初始粒子间距h,选用AUTODYN软件以战斗部爆炸破片飞散仿真为例开展均匀初始粒子间距以及不均匀粒子间距对影响数值模拟的研究;通过定义无量纲参数λ和γ(λ为战斗部壁厚与初始粒子间距之比,γ为战斗部壳体粒子间距与内部TNT粒子间距之比),对不同粒子间距战斗部模型开展相同初始条件下的数值计算,对比分析爆炸破片的速度和数量特性;结果表明:均匀初始粒子间距的选取对仿真结果的准确性影响很大,为保证模拟精度,h的合理取值范围是6<λ<8;选取不均匀粒子间距时,增加γ值对计算精度提高不明显。 展开更多

关键词 破片 光滑粒子流体动力学方法(SPH) 粒子间距 数值仿真

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上浮气泡与自由表面相互作用的ISPH-FVM耦合方法模拟

9

作者 徐义祥 杨刚 +1 位作者 邢钰林 胡德安 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1261-1270,共10页

上浮气泡与自由表面相互作用的过程涉及复杂的界面拓扑演化,该过程一直是气泡流研究领域广为关注的问题之一.为探究上浮气泡与自由表面相互作用动力学行为,将不可压缩光滑粒子流体动力学(incompressible smooth particle hydrodynamics,... 上浮气泡与自由表面相互作用的过程涉及复杂的界面拓扑演化,该过程一直是气泡流研究领域广为关注的问题之一.为探究上浮气泡与自由表面相互作用动力学行为,将不可压缩光滑粒子流体动力学(incompressible smooth particle hydrodynamics,ISPH)方法与有限体积法(finite volume method,FVM)相结合提出了一种ISPH-FVM耦合方法.在ISPH-FVM耦合方法中,粒子和网格之间的信息交互是通过核近似插值技术实现,并将连续表面应力模型(continuous surface stress,CSS)引入当前耦合框架中以评估相界面处表面张力效应.此外,CSS模型通过FVM网格上定义的体积分数进行离散和计算,并且网格上的体积分数是通过网格支持域内ISPH粒子的核近似插值获得的.随后,利用ISPH-FVM耦合方法模拟了平衡状态下圆形气泡振荡以及单气泡上升,并将模拟结果与其他数值方法结果进行比较,验证了当前耦合方法中表面张力模型的收敛性以及界面追踪的准确性.为测试ISPH-FVM耦合方法模拟涉及复杂拓扑变化气泡流的性能,对上浮气泡与自由表面相互作用的动力学行为进行了分析,并且研究了不同韦伯数(We)以及雷诺数(Re)对气泡与自由表面相互作用的影响.研究发现,随着We数增加上浮气泡与自由表面相互作用时界面将发生大的畸变并且产生的夹带液滴数量也相应增加,然而上浮气泡与自由表面相互作用的过程并没有随Re数的增加而发生明显差别. 展开更多

关键词 耦合方法 不可压缩光滑粒子流体动力学方法 有限体积法 气泡上升 自由表面 相互作用

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基于SPH方法的纤维材料超高速碰撞模拟 被引量：2

10

作者 赵士操 宋振飞 赵晓平 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期8-15,共8页

利用光滑粒子动力学方法(SPH)建立纤维织构几何模型,以纤维束为对象,结合纤维断裂模型和纤维束本构进行纤维材料的超高速碰撞计算,通过电炮实验获取的复合材料自由面速度历史,结合一系列数值计算,进一步修正基体的失效模型。相对于基于... 利用光滑粒子动力学方法(SPH)建立纤维织构几何模型,以纤维束为对象,结合纤维断裂模型和纤维束本构进行纤维材料的超高速碰撞计算,通过电炮实验获取的复合材料自由面速度历史,结合一系列数值计算,进一步修正基体的失效模型。相对于基于平均化的传统模型,这种反映纤维材料织构的计算模型能够描述冲击响应的局域特征。初步开展了复合防护材料宏观尺度的超高速撞击与破坏过程的动力学模拟,利用模拟结果进行防护性能评估。 展开更多

关键词 爆炸力学 超高速撞击 光滑粒子动力学方法 纤维织物 复合材料

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基于SPH方法高速射流冲刷的模拟 被引量：1

11

作者 张德义 倪福生 +1 位作者 王辉 顾磊 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第24期165-168,194,共5页

针对有限单元法在处理大变形中的网格重构、网格畸变等问题的困难,采用SPH方法模拟高速射流冲刷过程。SPH方法是一种纯拉格朗日型的无网格粒子法,能够有效地避免大变形中的各种网格问题。采用该种方法主要模拟不同工况下的冲坑发展情况... 针对有限单元法在处理大变形中的网格重构、网格畸变等问题的困难,采用SPH方法模拟高速射流冲刷过程。SPH方法是一种纯拉格朗日型的无网格粒子法,能够有效地避免大变形中的各种网格问题。采用该种方法主要模拟不同工况下的冲坑发展情况,冲刷对象选LS-DYNA中的MAT147材料模型。计算结果表明采用SPH方法可以形象、直观地反映高速射流冲刷的过程,并且能够清楚地描述粒子速度场和砂床内部压力场的演变,所得结果可以为高速淹没射流的研究提供参考。 展开更多

关键词 光滑粒子动力学方法 高速射流冲刷 材料模型 粒子

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宽肩台防波堤稳定性数值模拟方法研究 被引量：1

12

作者 李彦卿 别社安 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期740-749,共10页

宽肩台堆石堤是海岸工程中的一种海堤形式,其以结构简单、施工快捷、布局灵活和造价经济的特点在工程中得到了广泛应用。宽肩台防波堤以堆积块石为主体,在海区波浪作用下达到稳定的堆积结构。进行宽肩台式防波堤稳定性的研究是设计宽肩... 宽肩台堆石堤是海岸工程中的一种海堤形式,其以结构简单、施工快捷、布局灵活和造价经济的特点在工程中得到了广泛应用。宽肩台防波堤以堆积块石为主体,在海区波浪作用下达到稳定的堆积结构。进行宽肩台式防波堤稳定性的研究是设计宽肩台防波堤的重要基础。介绍了波浪水槽的光滑粒子动力学(SPH)理论和建立方法,验证了造波结果。提出了一种块石单元法(GEM)模式,以块石单元为独立刚体来模拟宽肩台防波堤上的块石在波浪作用下的受力状态和运动过程。建立了一种垂向二维光滑粒子动力学方法SPH与GEM耦合的波浪和块石模型,采用SPH与GEM相结合,对防波堤堆石孔隙外部的波浪运动和内部的孔隙环流进行模拟计算,并根据Forchheimer公式确定孔隙内部的压力。用SPH方法模拟堆石堤外部流场的波浪破碎压力,用孔隙环流模拟堆石堤内部的孔隙压力。使用耦合模式模拟了宽肩台防波堤孔隙流场,验证了孔隙压力分布。模拟了波浪作用于块石和块石对波浪动力响应过程,给出了静态平衡到动态平衡的流固场变化,模拟结果与物理模型试验结果基本一致。耦合模型的建立为宽肩台堆石堤的稳定性研究提供了理论依据,同时也为同类型工程研究提供了新思路。 展开更多

关键词 宽肩台防波堤 光滑粒子动力学方法(SPH) 块石单元法(GEM) 耦合数值模型 稳定性模拟

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射流冲刷沙床初始阶段的SPH方法数值模拟

13

作者 顾磊 倪福生 张德义 《水资源与水工程学报》 2016年第5期130-133,共4页

针对射流移动清淤时短时间内的冲刷效果问题,采用无网格光滑粒子动力学方法(SPH),对平面垂直淹没射流冲刷沙床的初始阶段进行了模拟计算。探讨了SPH中淹没环境和沙土材料的建立方法,研究了射流冲刷初始阶段动态冲坑深度的发展趋势,分析... 针对射流移动清淤时短时间内的冲刷效果问题,采用无网格光滑粒子动力学方法(SPH),对平面垂直淹没射流冲刷沙床的初始阶段进行了模拟计算。探讨了SPH中淹没环境和沙土材料的建立方法,研究了射流冲刷初始阶段动态冲坑深度的发展趋势,分析了射流速度对冲坑深度发展的影响。结果表明:采用SPH方法可以有效地模拟射流冲刷的过程;在初始阶段,冲坑深度随时间线性增加,而且随着射流速度的增加,坑深增加的速率加快。本文研究可为探讨疏浚射流破土效果提供数值方法参考。 展开更多

关键词 冲刷 初始阶段 淹没射流 冲刷深度 光滑粒子动力学方法

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GPU加速的SPH方法在溢洪道水流模拟中的应用 被引量：2

14

作者 王巍 《人民长江》 北大核心 2019年第3期216-221,226,共7页

基于拉格朗日描述的光滑粒子动力学方法(SPH)擅长于处理自由面剧烈变化的水流现象,十分适合水利工程中泄洪等问题的数值模拟。然而,SPH方法通常采用均匀分布的粒子对流体计算域进行空间离散,对于工程问题而言需要的粒子数量较多、计算... 基于拉格朗日描述的光滑粒子动力学方法(SPH)擅长于处理自由面剧烈变化的水流现象,十分适合水利工程中泄洪等问题的数值模拟。然而,SPH方法通常采用均匀分布的粒子对流体计算域进行空间离散,对于工程问题而言需要的粒子数量较多、计算量大。为了突破SPH方法在实际大规模计算中的适用范围,采用C++和CUDA混合编程的技术,借助GPU实现了对SPH方法的并行加速。通过WES三圆弧段组成的光滑溢洪道过流问题,验证了GPU加速的SPH方法的计算精度和可靠性,计算效率相对原始的SPH仿真过程提高了61.8倍。最后,将GPU加速的SPH方法应用于水利工程的溢洪道泄流问题,分别模拟了光滑溢洪道和台阶式溢洪道流动特性,通过自由面的演化过程及泄流沿程截面上的速度分布状态,对比分析了台阶对泄流现象的影响。 展开更多

关键词 光滑粒子动力学方法 GPU加速 台阶式溢洪道 消能率

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SPH方法中常数一致性核函数的建立及公式化 被引量：3

15

作者 徐绯 郑茂军 菊池正纪 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期48-53,共6页

施加边界条件的不足是SPH方法的一个棘手问题,因为在结构边界外没有颗粒的存在,使得在边界处核函数的单位特性不能得到满足。施加"伪"颗粒是目前通用的一种方法,但是对于不规则结构和复杂几何边界,确定这些"伪"颗... 施加边界条件的不足是SPH方法的一个棘手问题,因为在结构边界外没有颗粒的存在,使得在边界处核函数的单位特性不能得到满足。施加"伪"颗粒是目前通用的一种方法,但是对于不规则结构和复杂几何边界,确定这些"伪"颗粒非常困难。本文讨论通过使用满足常数一致性的核函数来改善边界的不足。文章首先通过三种方法推导了满足常数一致性条件的核函数及其函数梯度的表达式,发现了两个不同分母式的表达,分析了满足常数一致性的修正核函数的数学特性。开展了二维和三维的算例比较,结果发现使用修正的核函数对边界条件有明显改善,对计算精度和稳定性也有显著提高。 展开更多

关键词 光滑粒子流体动力学方法(SPH) 核函数 常数一致性 常数完备性 公式化

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一种可考虑界面不连续的改进SPH方法 被引量：2

16

作者 赵燕 徐绯 李玉龙 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期928-934,共7页

SPH方法模拟工程问题时通常遇到不连续的物理量,因此有必要引入不连续的SPH方法。本文基于Taylor展开公式推导了2D和3D的不连续SPH公式。针对越过材料界面不连续物理量的计算,给出了大变形计算中确定不连续位置的方法;基于Taylor展开公... SPH方法模拟工程问题时通常遇到不连续的物理量,因此有必要引入不连续的SPH方法。本文基于Taylor展开公式推导了2D和3D的不连续SPH公式。针对越过材料界面不连续物理量的计算,给出了大变形计算中确定不连续位置的方法;基于Taylor展开公式,从理论上给出了确定不连续公式中xk点的方法,并用数值方法验证了此方法的有效性。比较和讨论了初始SPH方法,CSPM方法与不连续SPH方法处理不连续量的效果。结果显示不连续SPH方法在计算不连续量时有较大的优势。 展开更多

关键词 光滑粒子流体动力学方法(SPH) 不连续SPH公式 大变形 不连续界面 材料界面

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基于无滑移边界条件的SPH方法研究 被引量：3

17

作者 强洪夫 刘开 陈福振 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第11期4127-4130,共4页

在回顾了SPH无滑移边界条件施加方法的基础上,针对Ellero等人提出的无滑移边界处理方法,结合两次导数求解粘性项,分析了利用该方法求解Poiseuille流模型时遇到的不稳定问题,包括数值误差引起的不稳定问题和边界粒子场变量更新方式引起... 在回顾了SPH无滑移边界条件施加方法的基础上,针对Ellero等人提出的无滑移边界处理方法,结合两次导数求解粘性项,分析了利用该方法求解Poiseuille流模型时遇到的不稳定问题,包括数值误差引起的不稳定问题和边界粒子场变量更新方式引起的不稳定问题,提出了相应的解决方案并对其方法进行了一定的改进,获得了更加精确的计算结果。最后尝试了一种与改进边界处理方法等效的方法,并利用Poiseuille流模型进行了验证。 展开更多

关键词 光滑粒子流体动力学方法(SPH) 无滑移边界条件 不稳定性 数值误差 等效方法

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固体入水的边界压力处理及表面粒子位置的修正

18

作者 朱晓临 何红虹 +1 位作者 郭清伟 周韵若 《图学学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期636-643,共8页

基于传统光滑粒子流体动力学(SPH)方法的边界力法、虚粒子法或耦合力法处理固体入水时,流体与固体交互界面的粒子密度不连续、压力不稳定、固体边界处会发生部分流体粒子穿透或分离等现象,而流体表面因为受到力的作用,表面破碎后,液面... 基于传统光滑粒子流体动力学(SPH)方法的边界力法、虚粒子法或耦合力法处理固体入水时,流体与固体交互界面的粒子密度不连续、压力不稳定、固体边界处会发生部分流体粒子穿透或分离等现象,而流体表面因为受到力的作用,表面破碎后,液面较粗糙。针对上述问题,结合边界力和虚粒子的优点,对耦合力法进行改进,处理运动固体边界,阻止流体粒子穿透固体边界;改进交互界面的压力计算方法,提高计算精度,稳定交互界面压力场;对流体表面的粒子位置进行校正,提升流体表面自由流动液面边界的模拟效果。通过经典的二维固体入水实验,对该方法进行了验证,实验结果表明,本文方法在流体粒子与固体粒子交互后,交互界面压力稳定,界面分离清晰无穿透,表面流体粒子分布均匀,流场的运动真实自然。 展开更多

关键词 光滑粒子流体动力学方法 固体入水 边界压力处理 表面粒子位置修正

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三维阶梯海床上系泊浮体运动响应及所受系泊力的数值研究

19

作者 张龙飞 廖斌 +1 位作者 姚乐 陈善群 《振动与冲击》 北大核心 2025年第12期162-175,共14页

采用光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法结合MoorDyn动态系泊缆绳数值模型建立了研究波浪驱动下三维阶梯海床上系泊浮体运动响应及所受系泊力的计算模型。通过试验数据验证对比其适用性与精确度的基础上,系... 采用光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法结合MoorDyn动态系泊缆绳数值模型建立了研究波浪驱动下三维阶梯海床上系泊浮体运动响应及所受系泊力的计算模型。通过试验数据验证对比其适用性与精确度的基础上,系统研究了Keulegan-Carpenter数(KC数)、周期T、浮体之间间距d以及海床阶梯高度h对阶梯海床上游及下游系泊浮体(系泊浮体Ⅰ和Ⅱ)运动响应及所受系泊力的影响规律。结果表明:KC数对系泊浮体Ⅰ和Ⅱ的运动响应及所受系泊力均有一定的激励作用;随着T的增大,系泊浮体Ⅰ和Ⅱ运动响应相位均发生明显偏移,两浮体所受系泊力幅值有一定增大趋势;d对系泊浮体Ⅰ和Ⅱ运动响应的影响较小,不同d条件下两浮体所受系泊力幅值对应的相位出现明显偏移;随着h的增大,系泊浮体Ⅰ的运动响应有一定程度的减弱而系泊浮体Ⅱ的运动响应有一定程度的增强,两系泊浮体所受系泊力幅值呈现类似的趋势;去除系泊浮体Ⅰ后,系泊浮体Ⅱ运动响应有一定程度的增加。 展开更多

关键词 系泊浮体 光滑粒子流体动力学(SPH)方法 MoorDyn数值模型 运动响应 系泊力

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爆炸复合边界效应SPH方法的数值模拟（英文） 被引量：4

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作者 缪广红 李亮 +6 位作者 江向阳 刘文震 程扬帆 汪泉 余勇 马宏昊 沈兆武 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期762-766,共5页

利用LS-DYNA软件采用无网格的光滑粒子流体动力学(SPH)方法对爆炸复合的边界效应进行了二维数值模拟研究。结果表明,金属射流现象和边界效应与爆炸复合生产实践一致。爆炸复合边界效应产生原因并非是由于边界的冲击能量过剩而造成基复... 利用LS-DYNA软件采用无网格的光滑粒子流体动力学(SPH)方法对爆炸复合的边界效应进行了二维数值模拟研究。结果表明,金属射流现象和边界效应与爆炸复合生产实践一致。爆炸复合边界效应产生原因并非是由于边界的冲击能量过剩而造成基复板碰撞时边界处的打伤打裂,在基复板碰撞之前,断裂已经产生,认为爆炸复合边界效应的产生是由于稀疏波对边界处爆轰产物的影响,导致复板边界处与内部存在速度差,从而使复板边界处的碰撞角变大,在爆轰产物压力的作用下发生断裂。此外,采用蜂窝结构炸药及双面爆炸复合方法可以使得边界效应得到有效控制。 展开更多

关键词 爆炸复合 边界效应 光滑粒子流体动力学(SPH)方法 数值模拟

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