导读:本文包含了光滑粒子流体动力学论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:粒子,光滑,流体动力学,立方体,法则,切屑,剑桥。
光滑粒子流体动力学论文文献综述
刘慧玲,李海桥[1]（2019）在《基于光滑粒子流体动力学方法的溃坝水流模拟》一文中研究指出受全球气候变暖的影响,由极端天气引发的类似溃坝等问题发生的概率大大增加,深入研究溃坝水流的水动力特性势在必行。在分析光滑粒子流体动力学基本原理的基础上,提出了一种改进的边界处理方法,即将接近壁面的流体视为层流,在耦合动力边界附近引入层流黏性近似边界层理论。采用该方法对溃坝水流进行数值模拟,将SPH数值模拟得到的外轮廓、自由液面高度以及压力与实验结果进行了比较和分析。结果表明:改进的边界处理方法较完整地得到了水流与壁面相互作用而产生的多种复杂的物理现象,其外部轮廓与实验非常吻合;自由表面融合过程中液面间冲击的能量耗散会导致融合后的液面高度存在一些差异;不同监测点处压力随时间的变化基本落在置信区间之内。数值模拟结果与实验结果吻合度较高,验证了改进方案的可靠性和计算结果的准确性。(本文来源于《人民长江》期刊2019年07期）
牛伟龙,莫蓉,孙惠斌,韩周鹏[2]（2019）在《基于光滑粒子流体动力学方法与TANH本构方程的钛合金切屑形态预测》一文中研究指出引入TANH本构方程,建立了钛合金切削过程的光滑粒子流体动力学(SPH)方法的切削模型.新模型解决了基于有限元方法(FEM)的传统切削模型经常出现的网格畸变问题,另外利用控制变量法标定出TANH本构方程的修正系数.相较于传统的Johnson-Cook本构模型,该模型将材料的应变软化现象考虑在内,更加准确描述出钛合金在大应变和动态再结晶情况下材料的动态力学性能.同时,新模型很好解释了钛合金切削过程中锯齿形切屑的形成过程与形成机理.实验结果与模拟结果对比显示,基于SPH方法与TANH本构方程的切屑模型可以准确可靠地预测钛合金切屑形态与切削力.(本文来源于《上海交通大学学报》期刊2019年05期）
孙鹏楠[3]（2018）在《物体与自由液面耦合作用的光滑粒子流体动力学方法研究》一文中研究指出复杂海况下,非线性波浪剧烈作用于海洋结构物时,波浪砰击载荷会威胁结构局部强度,同时引发结构物整体的大幅六自由度运动;水面航行体在高傅汝德数下航行时会兴起强非线性的翻卷破碎波浪;物体入水过程中的巨大砰击力会激起水面处剧烈飞溅射流,以上自由液面的翻卷过程中常常还伴随着空气卷入,进一步增加了此类结构与水气自由液面剧烈耦合作用的复杂性,对传统数值计算方法提出了挑战。传统有网格CFD算法在处理自由液面大变形和液滴喷溅等问题时,常常面临网格大变形或水气界面追踪的困难,而拉格朗日粒子方法模拟此类问题时,无需网格,无需特意追踪水气界面,因此具有天生的优势。本文将基于流固耦合动力学理论,通过改进一种无网格粒子法,即光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法,对船舶与海洋工程中剧烈的物体与自由液面耦合作用问题进行数值模拟研究,旨在为将来建立功能强大的数值水池提供基础性技术支撑。本文首先在第2章阐述SPH基本理论及改进的数值技术;在此基础上,针对浮体与水波动力学问题,在第3章建立了SPH方法框架内的6自由度运动刚体与流体的耦合动力学模型,同时开发了数值造波和消波模块,将自主编程的SPH方法推广应用到非线性波浪对浮体的上浪砰击、叁维破损结构的动态沉没和水面高速航行体兴波等问题;通过一系列实验或其他数值结果,对SPH模拟结果进行了全面验证和分析,充分体现了SPH方法在模拟自由液面大变形、动边界和强对流问题中的优势。本文第4章针对传统SPH方法中存在的数值不稳定性和计算效率低等缺点,开发了一种δ~+-SPH模型,进一步提高了传统SPH方法的数值精度,克服了压力场、速度场的波动以及负压区域的张力不稳定性等问题。通过对CFD基准算例的模拟,展示了δ~+-SPH模型相比于传统δ-SPH模型的改进之处。此外,将δ~+-SPH模型与自适应粒子细化技术相结合,本文开发了多级分辨率δ~+-SPH方法,大大提高了SPH方法在局部流场的计算精度和整体的计算效率。基于建立的δ~+-SPH模型,改进了边界处理技术,自主编制了SPH计算程序,模拟了不同形状物体的入水过程,其中首次实现了高精度的叁维圆柱入水及其后期运动的模拟,通过实验数据对物体入水的SPH结果进行了全面验证。为研究物体入水过程中卷入空气的影响,本文将δ~+-SPH模型进一步推广应用到考虑空气的楔形体入水问题中,得出了与实验现象一致的模拟结果,并分析了空气对入水后期过程的影响。在小尺度结构附近,流体的粘性影响不可忽略,因此本文第5章考虑流体的真实粘性,开发了一套多级分辨率粘性δ~+-SPH模型,模拟了物体绕流和绕流诱导的自由液面波浪破碎等问题。本文提出了一种新的张力不稳定性控制技术,能够完全克服张力不稳定性带来的流场数值空洞,实现SPH方法对高雷诺数粘性流动的模拟。通过自适应粒子细化技术,提高了边界附近的粒子分辨率,使得δ~+-SPH方法能够预报壁面边界层内的湍流流动细节。本文模拟了不同雷诺数和攻角下的NACA翼型绕流、圆柱绕流等,通过试验结果和其他CFD结果对δ~+-SPH结果精度进行了全面验证。通过控制NACA翼型模仿鱼的摆尾运动,实现了仿生鱼自由游动的数值模拟和验证,并揭示了相关力学机理。传统SPH方法在模拟流体与结构的耦合动力学问题时,大多只考虑结构物的刚体运动,较少考虑结构变形对流场的影响,因此本文第6章提出了一种高效高精度的顺序交错耦合算法,将自主开发的δ~+-SPH模型与结构响应计算的完全拉格朗日SPH方法耦合求解,形成了一种新的流固耦合SPH模型,模拟了典型的涡激振动和溃坝流冲击弹性板问题,并开展了一系列数值和实验验证,表明新开发的流固耦合SPH模型在结构大变形的流固耦合问题中具有较高精度。海洋资源(如可燃冰等)的开发过程中涉及到很多气液两相流问题,后者一直是CFD模拟的难点。本文第7章基于虚功原理,推导了一套基于体积近似的多相流SPH控制方程,给出了精度较高的粘性力和表面张力公式,改进了时间积分方法,形成了一套完备的多相流SPH模型。通过丰富的自由上浮气泡基准算例,验证了多相流SPH模型的精度和稳定性。随后该模型被推广应用到了单个叁维气泡的上浮和撕裂、多个叁维气泡融合以及气泡与自由液面的相互作用等问题的模拟,充分体现了SPH方法模拟复杂多相流问题的优势。(本文来源于《哈尔滨工程大学》期刊2018-04-01）
陈贺贺,原梅妮,李立州,史明东,何小晶[4]（2018）在《基于光滑粒子流体动力学法的飞机风挡鸟撞失效破坏模拟》一文中研究指出运用光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法模拟了鸟撞飞机风挡的过程,鸟体模型采用SPH法建立,风挡模型采用Lagrange法定义,鸟体以515 km/h、562 km/h和600 km/h的速度分别撞击风挡对称线上前1/3点。通过仿真模拟,获取了鸟体撞击风挡的应变、位移、应力曲线,风挡失效损伤演化过程,并与试验结果对比,证明所建鸟撞风挡有限元模型可以准确预测风挡的鸟撞动态响应。研究表明:鸟体撞击风挡对称线前1/3点时,风挡最大变形发生在风挡中间部位;风挡在弯曲作用下首先会在内表面发生失效破坏;撞速为600 km/h的风挡发生失效破坏后,在撞击区域形成多条与风挡对称线呈大约50°夹角的裂纹及少部分横向裂纹。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2018年07期）
唐宇峰,施富强,廖学燕,周帅[5]（2018）在《基于光滑粒子流体动力学的流动法则对土体滑坡大变形的影响探讨》一文中研究指出光滑粒子流体动力学(SPH)是近年来发展起来的一种纯拉格朗日无网格法,并因其在大变形领域内的优势而受到广泛关注。在进行滑坡大变形分析时,流动法则及剪胀角的选取对于边坡失稳后的运动特性有重要的影响。采用Fortran自行编写了基于SPH的边坡稳定性及失稳后大变形分析程序,然后通过2个经典的算例,讨论了不同流动法则及剪胀角的选取对滑坡大变形分析精度的影响。结果表明:(1)剪胀角的选取对土体失稳后的滑动距离有显着影响,随着剪胀角的增大,土体的滑动速度与距离呈明显增大趋势;(2)在关联性流动法则及非关联性流动法则ψ=1/2φ(ψ为剪胀角,φ为摩擦角)条件下,土体在大变形过程中会产生过度膨胀,且运动速度与距离要大于实际情况,而采用关联性流动法ψ=0时,对于非膨胀土可以得到比较令人满意的结果,但对于膨胀土体会使得运动速度和运动距离过小,不符合实际情况。建议在计算膨胀土大变形时,采用非关联性流动法则且适当考虑膨胀性(ψ=(0.1~0.2)φ),可以得到较好的结果。(本文来源于《岩土力学》期刊2018年04期）
周学君,陈丁,唐轶[6]（2017）在《基于修正剑桥模型的光滑粒子流体动力学的土柱崩塌模拟》一文中研究指出土柱崩塌是一种被广泛研究的岩土大变形模型。考虑非关联流动法则的修正剑桥(MCC)模型描述土体行为;并将其导入光滑粒子流体动力学(SPH)算法来模拟土柱崩塌。在算法设计中,利用有限元方法中常用的中心回映算法来计算应力积分,以提高算法的精度。应用所设计的SPH算法模拟初始高宽比分别为1.5、3和5.5的土柱崩塌模型;并与实验结果比较,表明SPH算法在研究土柱崩塌问题的可靠性。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2017年31期）
乔成,潘华利,欧国强[7]（2017）在《两相光滑粒子流体动力学方法在动床溃坝问题中的应用》一文中研究指出光滑粒子流体动力学(SPH)方法采用离散分布的粒子作为离散工具,借助粒子和核函数将场变量及其导数以某种加权求和的方式进行计算,使得该方法更适于处理包含大位移、动边界和自由表面的问题。本文在分析动床条件下的溃坝问题时,以Drunker-Prager准则作为底床颗粒物的侵蚀启动判断条件。满足该条件而发生启动的颗粒物将以非牛顿流体的特征发生运动,即以Herschel-Bulkley-Papanastasiou模型来描述;否则,认为底床颗粒物未启动而保持静止状态。为进一步改进计算结果,采用基于体积比的两相SPH方法描述固液混合体的动力学特征,并基于固液混合颗粒流的动力学特征对混合黏度的计算进行改进。基于上述原理,分析动床条件下的溃坝问题,并将数值计算结果与已有的实验数据进行对比,证明本文提出的混合黏度计算公式改进了数值计算结果。(本文来源于《中国科学院大学学报》期刊2017年05期）
肖昌盛[8]（2017）在《基于GPU加速的光滑粒子流体动力学流血模拟算法研究》一文中研究指出神经外科手术训练系统是当前数字医疗研究的热点问题之一,它主要应用于教学、培训、诊断和术前计划等。血管出血是临床手术中最常见的现象,也是神经外科手术训练中必须面对的一个问题,所以流血模拟是神经外科手术训练系统中一个重要的组成部分。然而,流血模拟的真实性是神经外科手术训练系统中的一个巨大挑战。此外,手术中流血往往和其它手术操作同时出现。针对以上问题,本文提出了改善的方法,具体的工作内容如下:1)针对流血模拟真实性的问题,本文采用一种改进的移动立方体算法(Marching Cube)渲染流体表面。移动立方体算法通过计算等值面提取出接近液体表面的立方体,然后通过线性插值方法找出需要绘制的叁角面片的顶点位置。为了保证渲染的流体表面更接近于现实的流体表面,采用PN叁角形方法对表面的叁角形网格进行细分,得到更为细密的叁角形网格,使得渲染之后的表面更加光滑,提高了手术训练的真实性。2)设计实现了神经外科手术训练系统中的内窥镜功能、双极电凝的吸血功能、组织切割等模块,搭建出一个简单的神经外科手术训练系统场景,将这些模块和流血模块相结合,满足了神经外科手术训练的不同模拟需求。实验结果表明:本文的表面重建算法获得了逼真的流血效果,使得血液表面更加平滑。此外,设计的流血模块及其它模块模拟了真实手术的过程,满足了医护人员的手术训练要求。(本文来源于《浙江工业大学》期刊2017-05-09）
王涵[9]（2017）在《基于光滑粒子流体动力学方法的镁及镁合金ECAP过程数值模拟研究》一文中研究指出近年来,国内外学者致力于研究改善镁及镁合金的强度和室温变形能力。细晶强化是提高镁合金室温综合性能最有效的途径。经过等径角挤压(ECAP)加工的镁及镁合金室温综合性能明显提高。但由于镁合金室温塑性变形能力差且再结晶温度低的特性,限制了ECAP工艺细化晶粒的效果。包套ECAP工艺是一种新型ECAP工艺有效解决了纯镁室温下ECAP变形过程发生开裂的问题。但该工艺影响因素众多,且模具内部加工过程封闭,借助计算机仿真技术在很大程度上有效反映工件的变形行为。对于镁合金ECAP过程的数值模拟研究,必须要准确地预测工件的损伤程度,但现阶段的模拟方法难以实现动态的损伤演化过程。本文使用光滑粒子流体动力学(SPH)方法来处理动态损伤演化问题,通过建立基于SPH方法含损伤预测模型的计算程序,对室温下纯镁的ECAP过程和包套ECAP过程进行模拟研究。主要研究工作和结论如下:首先,基于弹塑性力学的SPH方法建立了镁及镁合金ECAP变形过程的数学模型。通过修正SPH基本控制方程来保证计算过程的稳定性,并采用罚函数排斥力来处理固壁边界问题,移动边界实现挤压运动过程。编写了基于sph方法计算程序,通过计算经典算例验证了本文所建计算程序的正确性,对200℃下az31镁合金的ecap变形过程进行了模拟计算,获得了与有限元商业软件基本一致的计算结果。为基于sph方法含损伤预测模型计算程序的建立奠定基础。其次,针对材料的动态损伤演化问题,在上文已建程序的基础上,加入损伤演化本构模型和失效粒子法,编写了基于sph方法含损伤预测模型的计算程序。通过对室温下纯镁在不同挤压速度下ecap损伤演化过程的模拟研究,并与已有试验结果的对比表明本文程序可以准确模拟纯镁的损伤演化过程。模拟研究表明,高变形速率导致纯镁发生韧脆转变,宏观裂纹萌生之前,试样中形成束状高应变率区逐渐汇聚于剪切面,并在裂纹扩展至断裂后消失;较低变形速率下纯镁呈片层状开裂,损伤演化过程具有周期性,塑性变形区应变率分布均匀性提高,裂纹扩展缓解高应变集中趋势,裂尖周围产生塑性变形阻碍裂纹扩展。最后,使用本文所建基于sph方法含损伤预测模型的计算程序,对室温下纯镁在两种包套材料的ecap变形过程进行了模拟研究。研究表明,同等挤压条件下,以2024铝合金为包套的组合工件发生片层状开裂;以工业纯铁为包套的组合工件保持完整且挤压过程中纯镁的变形均匀性明显提高。(本文来源于《太原理工大学》期刊2017-05-01）
李婷,季民,靳奉祥,张静,孙勇[10]（2017）在《基于光滑粒子流体动力学算法的海浪建模仿真研究》一文中研究指出针对传统海浪建模方法中存在海洋表面真实感差、计算复杂的问题,本文进行了基于光滑粒子流体动力学算法(SPH)与移动立方体算法(MC)相结合的海浪建模仿真研究。通过基于空间网格的粒子分配,建立了粒子群单向列表存储结构,在海浪粒子物理量计算时,实现了其光滑核半径内粒子群的快速检索,并基于拉格朗日流体控制方程,进行了海浪粒子受力分析及状态计算;在模拟海浪与环境障碍物碰撞时,将碰撞问题简化为粒子在一定时间段内所经过的路径与障碍物表面叁角面片是否相交来进行判定,并假设粒子为理想刚体,采用改进的欧拉方法实现了粒子新位置的动态计算;为增强海浪流体模拟的真实感,在移动立方体节点密度动态计算基础上,依据确定的海浪表面密度阈值,耦合MC算法进行了海浪表面的动态提取,从而实现了海浪叁维表面建模与动态演变仿真。通过模拟验证了该算法的时效性与可行性,可为海洋环境信息叁维可视化提供一定的参考。(本文来源于《地球信息科学学报》期刊2017年02期）
光滑粒子流体动力学论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
引入TANH本构方程,建立了钛合金切削过程的光滑粒子流体动力学(SPH)方法的切削模型.新模型解决了基于有限元方法(FEM)的传统切削模型经常出现的网格畸变问题,另外利用控制变量法标定出TANH本构方程的修正系数.相较于传统的Johnson-Cook本构模型,该模型将材料的应变软化现象考虑在内,更加准确描述出钛合金在大应变和动态再结晶情况下材料的动态力学性能.同时,新模型很好解释了钛合金切削过程中锯齿形切屑的形成过程与形成机理.实验结果与模拟结果对比显示,基于SPH方法与TANH本构方程的切屑模型可以准确可靠地预测钛合金切屑形态与切削力.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光滑粒子流体动力学论文参考文献
[1].刘慧玲,李海桥.基于光滑粒子流体动力学方法的溃坝水流模拟[J].人民长江.2019
[2].牛伟龙,莫蓉,孙惠斌,韩周鹏.基于光滑粒子流体动力学方法与TANH本构方程的钛合金切屑形态预测[J].上海交通大学学报.2019
[3].孙鹏楠.物体与自由液面耦合作用的光滑粒子流体动力学方法研究[D].哈尔滨工程大学.2018
[4].陈贺贺,原梅妮,李立州,史明东,何小晶.基于光滑粒子流体动力学法的飞机风挡鸟撞失效破坏模拟[J].科学技术与工程.2018
[5].唐宇峰,施富强,廖学燕,周帅.基于光滑粒子流体动力学的流动法则对土体滑坡大变形的影响探讨[J].岩土力学.2018
[6].周学君,陈丁,唐轶.基于修正剑桥模型的光滑粒子流体动力学的土柱崩塌模拟[J].科学技术与工程.2017
[7].乔成,潘华利,欧国强.两相光滑粒子流体动力学方法在动床溃坝问题中的应用[J].中国科学院大学学报.2017
[8].肖昌盛.基于GPU加速的光滑粒子流体动力学流血模拟算法研究[D].浙江工业大学.2017
[9].王涵.基于光滑粒子流体动力学方法的镁及镁合金ECAP过程数值模拟研究[D].太原理工大学.2017
[10].李婷,季民,靳奉祥,张静,孙勇.基于光滑粒子流体动力学算法的海浪建模仿真研究[J].地球信息科学学报.2017
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