多相流边界处理方法
发布时间：2022-02-17 15:35
随着计算机技术的发展,计算机图形学在很多领域得到越来越广泛的应用。日常生活中,流体形态是常见的一种物质形态,流体模拟是计算机图形学的一个重要分支,而多相流模拟是流体模拟中相对复杂的研究课题。多相流体的固壁边界、气液交界面以及不同相流体的交界面都可以看成多相流体的广义边界,如何高效准确地处理这些广义边界是多相流模拟研究的重要课题。本文首先介绍了多相流模拟液液边界、气液边界以及固壁边界处理的历史沿革和国内外研究现状,然后针对上述问题开展了以下三方面工作:一、针对多相流液液交界面附近粒子的密度不连续导致数值振荡的问题,本文通过改进密度计算公式对流体粒子密度进行修正,使得交界面粒子密度平滑过渡,交界面稳定、清晰。此外,本文通过提取滞留粒子并对其添加人工力,解决了多相流内部容易出现异相滞留粒子进而影响不同相液体分层效果的问题。二、SPH方法模拟多相流运动,搜索每个粒子的邻近粒子是模拟中最耗时的步骤。在模拟气液多相流时,气液交互会产生大量的界面粒子。本文首次提出“界交粒子”概念,利用“界交粒子”加快界面粒子的邻近粒子搜索,解决了多相流模拟交互粒子多,搜索邻近粒子慢的问题,减少了模拟时间,提高了模拟...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多相流液液边界处理
1.2.2 多相流气液边界处理
1.2.3 多相流固壁边界处理
1.3 本文主要工作
第二章 基础知识与工具
2.1 SPH方法简介
2.1.1 SPH方法的思想
2.1.2 核函数插值
2.1.3 粒子近似
2.2 Navier-Stokes方程
2.3 渲染工具
第三章 改进的多相流液液交界面处理方法
3.1 前言
3.2 本文液液交界面处理方法
3.2.1 改进的液液交界面密度计算公式
3.2.2 处理滞留粒子
3.3 实验结果
3.4 结论
第四章 改进的多相流气液交界面处理方法
4.1 前言
4.2 本文气液交界面处理方法
4.2.1 快速搜索界面粒子的邻近粒子
4.2.2 改进的气液交界面压力公式
4.3 实验结果
4.3.1 快速搜索界面粒子的邻近粒子的实验结果
4.3.2 改进的气液交界面压力公式的实验结果
4.4 结论
第五章 改进的多相流固壁边界处理方法
5.1 前言
5.2 本文多相流固壁边界处理方法
5.3 实验结果
5.4 结论
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进的CSF流体表面张力模型[J]. 汪欢欢,朱晓临,殷竞存. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]改进的流体模拟固体边界处理算法[J]. 朱晓临,殷竞存,汪欢欢. 图学学报. 2018(02)
[3]适用于粒子法的精准连续表面力模型[J]. 孙晨,姜胜耀,段日强. 清华大学学报(自然科学版). 2018(02)
[4]一种新型SPH固壁边界处理的排斥力模型[J]. 周学君,陈丁,唐轶. 长江科学院院报. 2017(07)
[5]一种新型光滑粒子动力学固壁边界施加模型[J]. 刘虎,强洪夫,陈福振,韩亚伟,范树佳. 物理学报. 2015(09)
[6]光滑粒子流体动力学方法固壁处理的一种新型排斥力模型[J]. 韩亚伟,强洪夫,赵玖玲,高巍然. 物理学报. 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)
本文编号：3629665
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：49 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多相流液液边界处理
1.2.2 多相流气液边界处理
1.2.3 多相流固壁边界处理
1.3 本文主要工作
第二章 基础知识与工具
2.1 SPH方法简介
2.1.1 SPH方法的思想
2.1.2 核函数插值
2.1.3 粒子近似
2.2 Navier-Stokes方程
2.3 渲染工具
第三章 改进的多相流液液交界面处理方法
3.1 前言
3.2 本文液液交界面处理方法
3.2.1 改进的液液交界面密度计算公式
3.2.2 处理滞留粒子
3.3 实验结果
3.4 结论
第四章 改进的多相流气液交界面处理方法
4.1 前言
4.2 本文气液交界面处理方法
4.2.1 快速搜索界面粒子的邻近粒子
4.2.2 改进的气液交界面压力公式
4.3 实验结果
4.3.1 快速搜索界面粒子的邻近粒子的实验结果
4.3.2 改进的气液交界面压力公式的实验结果
4.4 结论
第五章 改进的多相流固壁边界处理方法
5.1 前言
5.2 本文多相流固壁边界处理方法
5.3 实验结果
5.4 结论
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进的CSF流体表面张力模型[J]. 汪欢欢,朱晓临,殷竞存. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2019(01)
[2]改进的流体模拟固体边界处理算法[J]. 朱晓临,殷竞存,汪欢欢. 图学学报. 2018(02)
[3]适用于粒子法的精准连续表面力模型[J]. 孙晨,姜胜耀,段日强. 清华大学学报(自然科学版). 2018(02)
[4]一种新型SPH固壁边界处理的排斥力模型[J]. 周学君,陈丁,唐轶. 长江科学院院报. 2017(07)
[5]一种新型光滑粒子动力学固壁边界施加模型[J]. 刘虎,强洪夫,陈福振,韩亚伟,范树佳. 物理学报. 2015(09)
[6]光滑粒子流体动力学方法固壁处理的一种新型排斥力模型[J]. 韩亚伟,强洪夫,赵玖玲,高巍然. 物理学报. 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)
本文编号：3629665
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/3629665.html
