基于浸润边界-格子波尔兹曼通量求解器的柔性结构流固耦合数值模拟

基于浸润边界-格子波尔兹曼通量求解器的柔性结构流固耦合数值模拟

论文摘要

浸润边界-格子玻尔兹曼通量求解器(Immersed Boundary-Lattice Boltzmann Flux Solver,IB-LBFS)在处理复杂动态边界流动中具有计算精度高和灵活性强的特点,可应用于柔性体流固耦合数值模拟中。本文对IB-LBFS进行了算法效率上的优化改进,设计和实现了并行计算能力,使之可求解具有较大规模网格的流动问题,且通过旋转球体的绕流计算进行了验证。在此基础上,通过应用基于绝对节点坐标法的柔性结构动力学方法,与IB-LBFS结合,建立了可处理大变形柔性结构的流固耦合问题的数值模拟平台,通过旗帜摆动问题和固支板受流体载荷的弯曲变形问题验证并实现了大变形柔性结构的流固耦合高效仿真。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 浸润边界-格子波尔兹曼通量求解器
  •   1.1 控制方程
  •   1.2 离散求解
  • 2 IB-LBFS:加速优化计算和并行算法
  • 3 绝对节点坐标板单元
  • 4 数值验证与分析
  •   4.1 非定常动边界验证算例:横向旋转球的绕流
  •   4.2 流固耦合验证算例:矩形旗帜摆动
  •   4.3 流固耦合验证算例:固支板的弯曲变形
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 刘钒,刘刚,江雄,舒昌

    关键词: 浸润边界法,并行计算,流固耦合,柔性结构动力学

    来源: 空气动力学学报 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

    专业: 力学,航空航天科学与工程

    单位: 中国空气动力研究与发展中心,新加坡国立大学工程学院

    基金: 国家重点研发计划(2016YFB0200701),国家自然科学基金(11572341)

    分类号: V211.3

    页码: 705-714

    总页数: 10

    文件大小: 6145K

    下载量: 158

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