隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,計算機圖形學在很多領(lǐng)域得到越來越廣泛的應用。日常生活中,流體形態(tài)是常見的一種物質(zhì)形態(tài),流體模擬是計算機圖形學的一個重要分支,而多相流模擬是流體模擬中相對復雜的研究課題。多相流體的固壁邊界、氣液交界面以及不同相流體的交界面都可以看成多相流體的廣義邊界,如何高效準確地處理這些廣義邊界是多相流模擬研究的重要課題。本文首先介紹了多相流模擬液液邊界、氣液邊界以及固壁邊界處理的歷史沿革和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,然后針對上述問題開展了以下三方面工作:一、針對多相流液液交界面附近粒子的密度不連續(xù)導致數(shù)值振蕩的問題,本文通過改進密度計算公式對流體粒子密度進行修正,使得交界面粒子密度平滑過渡,交界面穩(wěn)定、清晰。此外,本文通過提取滯留粒子并對其添加人工力,解決了多相流內(nèi)部容易出現(xiàn)異相滯留粒子進而影響不同相液體分層效果的問題。二、SPH方法模擬多相流運動,搜索每個粒子的鄰近粒子是模擬中最耗時的步驟。在模擬氣液多相流時,氣液交互會產(chǎn)生大量的界面粒子。本文首次提出“界交粒子”概念,利用“界交粒子”加快界面粒子的鄰近粒子搜索,解決了多相流模擬交互粒子多,搜索鄰近粒子慢的問題,減少了模擬時間,提高了模擬... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：49 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 多相流液液邊界處理
        1.2.2 多相流氣液邊界處理
        1.2.3 多相流固壁邊界處理
    1.3 本文主要工作
第二章 基礎知識與工具
    2.1 SPH方法簡介
        2.1.1 SPH方法的思想
        2.1.2 核函數(shù)插值
        2.1.3 粒子近似
    2.2 Navier-Stokes方程
    2.3 渲染工具
第三章 改進的多相流液液交界面處理方法
    3.1 前言
    3.2 本文液液交界面處理方法
        3.2.1 改進的液液交界面密度計算公式
        3.2.2 處理滯留粒子
    3.3 實驗結(jié)果
    3.4 結(jié)論
第四章 改進的多相流氣液交界面處理方法
    4.1 前言
    4.2 本文氣液交界面處理方法
        4.2.1 快速搜索界面粒子的鄰近粒子
        4.2.2 改進的氣液交界面壓力公式
    4.3 實驗結(jié)果
        4.3.1 快速搜索界面粒子的鄰近粒子的實驗結(jié)果
        4.3.2 改進的氣液交界面壓力公式的實驗結(jié)果
    4.4 結(jié)論
第五章 改進的多相流固壁邊界處理方法
    5.1 前言
    5.2 本文多相流固壁邊界處理方法
    5.3 實驗結(jié)果
    5.4 結(jié)論
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]改進的CSF流體表面張力模型[J]. 汪歡歡,朱曉臨,殷競存.  合肥工業(yè)大學學報(自然科學版). 2019(01)
[2]改進的流體模擬固體邊界處理算法[J]. 朱曉臨,殷競存,汪歡歡.  圖學學報. 2018(02)
[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.  清華大學學報(自然科學版). 2018(02)
[4]一種新型SPH固壁邊界處理的排斥力模型[J]. 周學君,陳丁,唐軼.  長江科學院院報. 2017(07)
[5]一種新型光滑粒子動力學固壁邊界施加模型[J]. 劉虎,強洪夫,陳福振,韓亞偉,范樹佳.  物理學報. 2015(09)
[6]光滑粒子流體動力學方法固壁處理的一種新型排斥力模型[J]. 韓亞偉,強洪夫,趙玖玲,高巍然.  物理學報. 2013(04)
[7]On the treatment of solid boundary in smoothed particle hydrodynamics[J]. LIU MouBin1,2,SHAO JiaRu1 & CHANG JianZhong3 1 Key Laboratory for Hydrodynamics and Ocean Engineering,Institute of Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China;2 State Key Laboratory for Nonlinear Mechanics,Institute of Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China;3School of Mechatronic Engineering,North University of China,Taiyuan 030051,China.  Science China（Technological Sciences）. 2012(01)



本文編號：3629665