基于拉格朗日粒子模型的气液混流和冲击模拟

发布时间：2020-03-30 02:54

【摘要】：随着我国城市化的发展,城市暴雨内涝问题日益严峻,为了解决暴雨中城市内涝问题,城市的地下排水管道系统的构建和完善越来越受到重视。另外,为了能充分的利用雨水资源,解决城市用水问题,在城市建立蓄水系统也变得尤其重要。然而,由于流体的流动不稳定性,上述蓄排水管道系统的实施变得十分困难。因此为了更好的设计和构建蓄排水管道系统,研究流体在管道系统中不同的流动状态以及其可能对管道系统造成的影响具有重要的工程价值。为了研究管道中流体的流动状态,特别是管道内气液混流和冲击问题,本文首先介绍了管道流体在运动过程中基于拉格朗日的数学模型,详细的介绍了能描述流体流动状态的控制方程和边界条件。接着介绍了无网格光滑粒子流体动力学方法(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)以及其改进算法,并对算法进行了详细的推导,根据推导的SPH方法对流体控制方程进行离散求解,然后对SPH方法及其改进算法的数值精度进行了分析。最后,将本文关注的管道内气液混流和冲击问题分解为五个子问题分别进行拉格朗日建模求解,并对结果进行了验证和分析。通过本文的实验研究和分析,验证了基于拉格朗日模型的无网格粒子方法在求解管道流体中的正确性和有效性,同时也对管道内气液混流和冲击问题的研究打下了基础,为构建完善的管道系统提供了理论依据。
【图文】：

图 3-4 入口边界由出口边界出口边界处的处理如下图 3-5 所示，图中粒子 b 为靠近出了保证粒子 b 在计算过程中有完整的计算域，我们在流体个虚粒子，虚粒子的速度与粒子 b 相同，，压力则与外界环

图 3-4 入口边界自由出口边界自由出口边界处的处理如下图 3-5 所示，图中粒子 b 为靠近出，为了保证粒子 b 在计算过程中有完整的计算域，我们在流体了两个虚粒子，虚粒子的速度与粒子 b 相同，压力则与外界环
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU992

【参考文献】

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本文编号：2606920