本文選題：流固耦合 + 浸入邊界法��； 參考：《北京理工大學(xué)學(xué)報》2017年02期

【摘要】：為避免復(fù)雜貼體網(wǎng)格的生成和動、靜界面滑移網(wǎng)格技術(shù)插值帶來的誤差,提出采用浸入邊界法模擬流體剛體的耦合運動.借助求解不可壓縮N-S方程組的分步投影方法的思想,來求解基于浸入邊界法的耦合系統(tǒng)方程.其中剛體邊界離散點的作用力密度通過強制滿足剛體邊界的無滑移條件(位移和速度一致)導(dǎo)出,結(jié)合剛體定軸旋轉(zhuǎn)的動量矩定理,采用Newmark時間積分方法,實現(xiàn)對剛體運動特性的預(yù)測.同時,通過δ光滑函數(shù),將剛體邊界離散點的作用力密度轉(zhuǎn)換到流體的歐拉網(wǎng)格點上,實現(xiàn)對流場速度的修正.在空間離散上,對流項采用Quick迎風(fēng)格式,擴(kuò)散項采用中心差分格式,采用2階顯式Adams-Bashforth法離散時間項.以雷諾數(shù)為300的圓柱繞流為基準(zhǔn)數(shù)值算例,驗證數(shù)值計算結(jié)果的可靠性.
[Abstract]:In order to avoid the error caused by sliding mesh technique in static interface to avoid the generation and movement of complex body-fitted meshes, a method of immersion boundary method is proposed to simulate the coupled motion of rigid body of fluid. Based on the idea of step projection method for solving incompressible N-S equations, the coupled system equations based on immersion boundary method are solved. The force density of the discrete point of the rigid body boundary is derived by compulsively satisfying the no-slip condition of the rigid body boundary (displacement and velocity are the same), combined with the moment of momentum theorem of the rigid body's fixed axis rotation, the Newmark time integral method is used. The motion characteristics of rigid body are predicted. At the same time, by means of 未 smooth function, the force density of discrete points in rigid body boundary is converted to Eulerian grid point of fluid, and the velocity of flow field is corrected. In spatial discretization, the convection term is discretized by Quick upwind scheme, the diffusion term by central difference scheme, and the second order explicit Adams-Bashforth method is used to discretize the time term. A numerical example of the flow around a cylinder with Reynolds number of 300 is given to verify the reliability of the numerical results.
【作者單位】： 昆明理工大學(xué)工程力學(xué)系;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(51479085,11262008) 霍英東青年基金項目(141120)
【分類號】：O353.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳曉明;趙成璧;林慰;;浸入邊界法的發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用[J];廣東造船;2009年01期

2 朱祥德;陳春剛;肖鋒;;一種基于多矩的有限體積浸入邊界法[J];計算物理;2010年03期

3 宮兆新;魯傳敬;黃華雄;;虛擬解法分析浸入邊界法的精度[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);2010年10期

4 宮兆新;魯傳敬;黃華雄;;正則化δ函數(shù)對浸入邊界法精度的影響[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);2012年11期

5 及春寧;劉爽;楊立紅;肖忠;;基于嵌入式迭代的高精度浸入邊界法[J];天津大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)與工程技術(shù)版);2014年05期

6 王文全;梁林;閆妍;;基于投影浸入邊界法的流固耦合計算模型[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2014年06期

7 明平劍;孫揚哲;段文洋;張文平;;非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格浸入邊界法的流固耦合數(shù)值模擬(英文)[J];Journal of Marine Science and Application;2010年02期

8 龔國毅;趙成璧;唐友宏;林慰;張薇;;基于VOF和浸入邊界法的黏性二相流模型對LNG液艙晃蕩的數(shù)值模擬[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2013年10期

9 郝棟偉;王文全;;某型仿生魚自主直線巡游速度的影響因素研究[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);2014年06期

10 羅雄平;;船與橋墩相撞后的二維流體動力學(xué)數(shù)值模擬研究[J];北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年04期

相關(guān)會議論文 前4條

1 宮兆新;魯傳敬;;浸入邊界法的穩(wěn)定性和精度分析[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

2 宋利偉;吳頌平;;浸入邊界法對雙圓柱流動干擾問題的數(shù)值模擬[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

3 劉浩然;丁航;;采用浸入邊界法模擬動邊界流動問題[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

4 楊馮超;陳效鵬;;基于FEM的浸入邊界法數(shù)值模擬研究[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 宮兆新;浸入邊界法及其在細(xì)胞力學(xué)中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2010年

2 狄升斌;基于浸入邊界法的復(fù)雜流動多尺度模擬[D];中國科學(xué)院研究生院(過程工程研究所);2015年

3 饒玲;虛擬區(qū)域法研究及其應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2008年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 丁一宸;蝌蚪游動的IB-LBM數(shù)值模擬[D];北京理工大學(xué);2015年

2 李偉忠;一種隱式直接力投影浸入邊界法的數(shù)值計算方法研究[D];昆明理工大學(xué);2016年

3 邱亞麗;浸入邊界法的算法研究及應(yīng)用[D];南京航空航天大學(xué);2016年

4 宋曉陽;顆粒離散元和點球浸入邊界法在泥沙輸運研究中的應(yīng)用[D];天津大學(xué);2014年

5 陳曉明;基于隱式力浸入邊界法的動邊界問題研究[D];華南理工大學(xué);2010年

6 黃文鋒;二維可壓縮Navier-Stokes方程的浸入邊界法研究[D];中國空氣動力研究與發(fā)展中心;2010年

7 郝棟偉;基于浸入邊界法的“C”型魚自主游動的數(shù)值模擬[D];昆明理工大學(xué);2013年

8 梁林;基于投影浸入邊界法的剛體—流體相互作用研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

9 李秋;傳統(tǒng)浸入邊界法的改進(jìn)及其對不可壓粘流的數(shù)值模擬[D];南京航空航天大學(xué);2010年

10 蘇仕琪;基于浸入邊界法研究水輪機雙列葉柵繞流特性[D];昆明理工大學(xué);2014年

，

本文編號：1958492