基于表面力模型的液滴沖擊彈性基底SPH模擬
發(fā)布時間:2021-08-01 09:40
采用光滑粒子動力學(xué)SPH方法建立液滴沖擊彈性基底的流固耦合數(shù)值模型,給出描述粘性流體和彈性固體運動的SPH離散方程和數(shù)值處理格式,引入人工耗散項來抑制標準SPH方法的數(shù)值震蕩。為模擬液滴的表面張力效應(yīng),通過精確檢測邊界粒子,采用拉格朗日插值方法計算表面法向量和曲率,結(jié)合界面理論中的連續(xù)表面力CSF方法,建立了適用于自由表面液滴的表面力模型,方形液滴變形的模擬結(jié)果與拉普拉斯理論解吻合較好。隨后,采用SPH流固耦合模型模擬1.0 mm直徑水滴以不同速度(0.2 m/s~3.0 m/s)沖擊兩種薄板型基底,分析了基底彈性變形對液滴鋪展、收縮以及回彈行為的影響。
【文章來源】:計算力學(xué)學(xué)報. 2020,37(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
自由表面力模型
自由表面力模型的算法流程
將邊界粒子當作液滴表面上的一系列離散點,通過這些離散點,采用拉格朗日插值方法,重構(gòu)表面曲線。首先,將全局坐標系轉(zhuǎn)換為局部坐標系,如圖5所示,針對任意邊界粒子i,局部坐標系的原點O ′的位置矢量按照式(10)確定,圖4 通過鋪平和排序找出未覆蓋的區(qū)域
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于分子間作用力改進的液體表面張力處理算法[J]. 殷競存,朱曉臨,郭清偉,汪歡歡,陳薇. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(11)
[2]改進的SPH邊界處理方法與土體大變形模擬[J]. 駱釗,汪淳. 計算力學(xué)學(xué)報. 2018(03)
[3]適用于粒子法的精準連續(xù)表面力模型[J]. 孫晨,姜勝耀,段日強. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(02)
[4]基于SPH方法的液滴撞擊可濕潤固壁模擬[J]. 王志超,李大鳴,李楊楊,牛嬌. 科學(xué)通報. 2017(24)
[5]三維潰壩流的光滑粒子動力學(xué)方法模擬[J]. 許曉陽,任勝章,鄧方安. 計算力學(xué)學(xué)報. 2016(05)
[6]液面沖擊引起液滴飛濺問題的CIP方法數(shù)值模擬[J]. 趙西增,葉洲騰. 計算物理. 2016(01)
[7]SPH統(tǒng)一算法對自由流體沖擊彈性結(jié)構(gòu)體問題模擬[J]. 沈雁鳴,何琨,陳堅強,袁先旭. 振動與沖擊. 2015(16)
[8]自由上浮氣泡運動特性的光滑粒子流體動力學(xué)模擬[J]. 孫鵬楠,李云波,明付仁. 物理學(xué)報. 2015(17)
[9]光滑粒子動力學(xué)SPH方法應(yīng)力不穩(wěn)定性的一種改進方案[J]. 楊秀峰,劉謀斌. 物理學(xué)報. 2012(22)
[10]光滑粒子動力學(xué)方法中粒子分布與數(shù)值穩(wěn)定性分析[J]. 劉謀斌,常建忠. 物理學(xué)報. 2010(06)
本文編號:3315287
【文章來源】:計算力學(xué)學(xué)報. 2020,37(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
自由表面力模型
自由表面力模型的算法流程
將邊界粒子當作液滴表面上的一系列離散點,通過這些離散點,采用拉格朗日插值方法,重構(gòu)表面曲線。首先,將全局坐標系轉(zhuǎn)換為局部坐標系,如圖5所示,針對任意邊界粒子i,局部坐標系的原點O ′的位置矢量按照式(10)確定,圖4 通過鋪平和排序找出未覆蓋的區(qū)域
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于分子間作用力改進的液體表面張力處理算法[J]. 殷競存,朱曉臨,郭清偉,汪歡歡,陳薇. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(11)
[2]改進的SPH邊界處理方法與土體大變形模擬[J]. 駱釗,汪淳. 計算力學(xué)學(xué)報. 2018(03)
[3]適用于粒子法的精準連續(xù)表面力模型[J]. 孫晨,姜勝耀,段日強. 清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(02)
[4]基于SPH方法的液滴撞擊可濕潤固壁模擬[J]. 王志超,李大鳴,李楊楊,牛嬌. 科學(xué)通報. 2017(24)
[5]三維潰壩流的光滑粒子動力學(xué)方法模擬[J]. 許曉陽,任勝章,鄧方安. 計算力學(xué)學(xué)報. 2016(05)
[6]液面沖擊引起液滴飛濺問題的CIP方法數(shù)值模擬[J]. 趙西增,葉洲騰. 計算物理. 2016(01)
[7]SPH統(tǒng)一算法對自由流體沖擊彈性結(jié)構(gòu)體問題模擬[J]. 沈雁鳴,何琨,陳堅強,袁先旭. 振動與沖擊. 2015(16)
[8]自由上浮氣泡運動特性的光滑粒子流體動力學(xué)模擬[J]. 孫鵬楠,李云波,明付仁. 物理學(xué)報. 2015(17)
[9]光滑粒子動力學(xué)SPH方法應(yīng)力不穩(wěn)定性的一種改進方案[J]. 楊秀峰,劉謀斌. 物理學(xué)報. 2012(22)
[10]光滑粒子動力學(xué)方法中粒子分布與數(shù)值穩(wěn)定性分析[J]. 劉謀斌,常建忠. 物理學(xué)報. 2010(06)
本文編號:3315287
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