粉末——粘结剂两相流模型的碰撞分析与计算机模拟

分析了粉末注射成形中粉末—粘结剂两相流动中粒子(颗粒与分子)碰撞的情况。假设粉末颗粒完全由粘结剂包裹,在成形阶段将粉末颗粒视为非完全弹性体,给出了粉末—粘结剂两相流动模型中碰撞项的碰撞模式,简化了粉末—粘结剂固液两相流动模型的一般方程。为进一步对粉末—粘结剂两相流动进行计算机数值模拟和分析粉末—粘结剂两相分离现象奠定了理论基础。     

固体入水的边界压力处理及表面粒子位置的修正

基于传统光滑粒子流体动力学(SPH)方法的边界力法、虚粒子法或耦合力法处理固体入水时,流体与固体交互界面的粒子密度不连续、压力不稳定、固体边界处会发生部分流体粒子穿透或分离等现象,而流体表面因为受到力的作用,表面破碎后,液面较粗糙.针对上述问题,结合边界力和虚粒子的优点,对耦合力法进行改进,处理运动固体边界,阻止流体粒...     

对称区域边界处理方法及基于表面粒子提取的表面张力计算

流固边界处理一直是流体模拟的研究重点,边界力法和虚粒子法是研究流固边界 的常用方法。边界力法通过对铺设在边界上的粒子施加排斥力防止粒子穿透,但边界力的计算 限制了模拟速度。虚粒子法在边界处生成虚粒子,随着粒子数的增加所需的虚粒子数也随之增 加,导致计算速度下降,且会出现流体与边界分离的现象。为此,提出一种对称区域边界处理 方法,在保证逼真度的前提下满足实时性要求,随着粒子数的增加,其耗时增长也明显比其他 传统方法慢,更适合对复杂场景的模拟,同时避免了边界处流体与边界分离的现象。CSF 方法 是处理表面张力常用的方法,可将表面张力看作体积力进行计算,大大减弱了表面形状对曲率 计算的影响,而事实上曲率的计算只与表面的形状有关。为此,对CSF 方法进行了改进,提出 了一种基于表面粒子提取的表面张力计算方法,减小了传统CSF 方法计算曲率的误差,提高了 计算速度。模拟仿真的效果验证了该方法的有效性。     

基于粒子分解的SPH并行算法研究与应用

作为一种典型的拉格朗日型无网格数值方法,光滑粒子流体动力学(SPH)方法在模拟自由表面流问题时具有天然优势。但是,该方法计算量大、耗时长,为此提出了一种基于粒子分解的SPH并行算法。该算法将所有粒子平均分配到各个进程进行计算,每个时间步通信仅调用一次发送、接收和广播函数,因此易于实现且可扩展性较好。应用该并行算法对二维溃坝流和三维液滴冲击液膜问题进行数值模拟,结果表明：该并行算法能显著减少模拟所消耗的计算时间,有利于进行三维大规模计算问题的数值模拟;当粒子数大于百万时,最大加速比可达30以上。