移動(dòng)粒子半隱式法（Moving Particle Semi-implicit method,MPS）作為一種完全的拉格朗日法,因其對不可壓縮流體界面流動(dòng)、流固耦合、多相流等復(fù)雜流體動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象模擬的優(yōu)勢,目前廣泛應(yīng)用于反應(yīng)堆安全、船舶與海洋工程和理論研究中。本文以反應(yīng)堆嚴(yán)重事故為背景,采用MPS方法進(jìn)行建模,利用Fortran語言編程進(jìn)行模擬分析,嘗試用MPS方法對反應(yīng)堆嚴(yán)重事故中的熔融物和冷卻劑作用（Fuel-Coolant Interaction,FCI）過程進(jìn)行模擬研究。本文首先研究了MPS方法中涉及到的關(guān)鍵模型及各種邊界條件,如微分算子模型、不可壓縮條件、自由表面條件、固體邊界條件等;給出了計(jì)算過程中關(guān)鍵參數(shù)的選取思路,如粒子的初始間距及影響半徑、時(shí)間步長等。使用“位置移動(dòng)-壓力求解-速度修正”的三步法,簡化了整個(gè)算法的流程,使計(jì)算思路更加簡明清晰。其次,對二維潰壩和平板導(dǎo)熱兩個(gè)模型進(jìn)行了模擬計(jì)算,通過與潰壩的實(shí)驗(yàn)值及平板導(dǎo)熱的解析解對比,驗(yàn)證了MPS方法在流動(dòng)和傳熱兩方面計(jì)算的有效性。同時(shí),以潰壩模型為基礎(chǔ),對不同密度下的單相流動(dòng)進(jìn)行模擬,計(jì)算結(jié)果表明密度值對單相流動(dòng)的流動(dòng)狀態(tài)... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 嚴(yán)重事故國外的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 嚴(yán)重事故國內(nèi)的研究現(xiàn)狀
    1.3 無網(wǎng)格模擬方法的發(fā)展及應(yīng)用
    1.4 移動(dòng)粒子半隱式法（MPS）的發(fā)展歷程及應(yīng)用
        1.4.1 MPS方法國外的研究情況
        1.4.2 MPS方法國內(nèi)的研究情況
    1.5 本論文的主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
第2章 MPS方法數(shù)值模型基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 控制方程
    2.3 粒子間相互作用模型
        2.3.1 核函數(shù)
        2.3.2 核函數(shù)的尺度
        2.3.3 粒子數(shù)密度模型
        2.3.4 物理光滑模型
        2.3.5 微分算子模型
    2.4 不可壓縮性條件
    2.5 自由表面條件
    2.6 固體壁面邊界條件
    2.7 時(shí)間步長條件
    2.8 MPS方法的算法流程及程序?qū)崿F(xiàn)
        2.8.1 MPS方法的算法流程
        2.8.2 MPS方法的程序?qū)崿F(xiàn)
    2.9 本章小結(jié)
第3章 MPS方法模型驗(yàn)證
    3.1 二維潰壩數(shù)值模擬
        3.1.1 數(shù)值實(shí)驗(yàn)的建立
        3.1.2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果
        3.1.3 結(jié)果分析與對比
    3.2 平板導(dǎo)熱問題的數(shù)值模擬
        3.2.1 平板導(dǎo)熱模型的建立
        3.2.2 結(jié)果分析與對比
    3.3 本章小結(jié)
第4章 MPS方法在FCI過程中的應(yīng)用
    4.1 FCI界面溫度計(jì)算
        4.1.1 數(shù)學(xué)模型的建立
        4.1.2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    4.2 FCI中射流入射過程的分析
        4.2.1 射流入射式FCI模型建立
        4.2.2 射流入射式FCI數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    4.3 大密度比下兩相流體流動(dòng)模擬
        4.3.1 數(shù)學(xué)模型的建立
        4.3.2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]移動(dòng)粒子半隱式算法的并行化[J]. 段廣濤,陳斌.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2013(11)
[2]移動(dòng)粒子半隱式方法的計(jì)算效率優(yōu)化[J]. 孫中國,梁楊楊,席光.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
[3]液態(tài)金屬內(nèi)單個(gè)氣泡上升行為的MPS法數(shù)值模擬[J]. 左娟莉,田文喜,秋穗正,陳榮華,蘇光輝.  原子能科學(xué)技術(shù). 2011(12)
[4]基于MPS方法的汽泡冷凝與融合特性研究[J]. 陳榮華,田文喜,左娟莉,蘇光輝,秋穗正.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2011(11)
[5]一種適用于移動(dòng)半隱式法的緩解壓力振蕩方法[J]. 孫學(xué)堯,張懷新,潘徐杰.  上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(10)
[6]流動(dòng)泡核沸騰中汽泡行為的MPS數(shù)值模擬[J]. 陳榮華,田文喜,蘇光輝,秋穗正.  原子能科學(xué)技術(shù). 2011(09)
[7]移動(dòng)粒子半隱式法中核函數(shù)適用性研究[J]. 潘徐杰,張懷新,孫學(xué)堯.  海洋工程. 2010(04)
[8]液滴斜向撞擊液面的移動(dòng)粒子半隱式法數(shù)值模擬[J]. 梁楊楊,孫中國,席光.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(09)
[9]Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性的MPS數(shù)值模擬[J]. 程會(huì)方,段日強(qiáng),姜?jiǎng)僖?  核動(dòng)力工程. 2010(S1)
[10]一種穩(wěn)定的移動(dòng)粒子半隱式法[J]. 張帥,解利軍,鄭耀.  水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2010(02)

碩士論文
[1]移動(dòng)粒子半隱式法算法研究[D]. 徐剛.哈爾濱工程大學(xué) 2007
[2]無網(wǎng)格水波動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬理論及應(yīng)用研究[D]. 尹振軍.天津大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3709385