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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
弹塑性波计算中的光滑粒子法   总被引:10,自引:0,他引:10  
采用改进的光滑粒子法 ,对脉冲应力载荷下板中弹塑性一维应变波的传播进行了数值计算 ,比较了人工粘性法和通量修正法处理冲击波间断面的效果。结果表明 ,改进的光滑粒子法在应力波数值计算中有良好的精度。  相似文献   

2.
光滑粒子模拟方法在超高速碰撞现象中的应用   总被引:3,自引:0,他引:3  
简要介绍了基于黎曼解的光滑粒子法,并将改进的SPH方法应用于超高速碰撞,对二维轴对称条件下的弹丸超高速碰撞薄板问题进行了数值模拟,研究了靶板厚度、弹丸速度、弹丸形状等因素对形成碎片云的影响。通过与实验数据比较,该算法模拟的碎片云的形状及特征与实验相吻合,验证了光滑粒子法对冲击动力学问题数值模拟的有效性。  相似文献   

3.
在重构核粒子法的基础上,引入复变量,提出复变量重构核粒子法,在构造形函数时采用一维基函数建立二维问题的修正函数.应用于势问题,具有计算量小、精度高的优点.数值算例证明了方法的有效性.  相似文献   

4.
王吉  王肖钧  卞梁 《爆炸与冲击》2007,27(6):522-528
扼要讨论了光滑粒子法的离散思想,充分利用光滑粒子法和有限元方法各自的优点,提出了一种初始时刻用有限元建模,计算过程中大变形单元自动转换为光滑粒子的耦合算法。高速碰撞的系列算例说明,耦合算法不但适宜于计算大变形冲击动力学问题,而且由于集两种方法的优点于一身,可以更高效地模拟一些高速碰撞问题,提高计算效率。  相似文献   

5.
卞梁  王肖钧  章杰 《爆炸与冲击》2009,29(6):607-612
针对传统光滑粒子法在计算高速碰撞问题时会出现近邻粒子逸出核函数影响域而产生数值破坏这一缺陷,提出了一种根据粒子间距变化自动添加、合并粒子的SPH自适应粒子分布算法。采用该方法对Taylor碰撞和超高速碰撞问题进行了数值模拟,结果表明,该方法可以有效地消除计算中出现的数值破坏,提高计算精度。  相似文献   

6.
陈飞国  葛蔚 《力学学报》2021,53(9):2357-2373
光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH)具有粒子方法的无网格和全拉格朗日特征, 适用于具有界面大变形、不连续性和多物理场的多相流的高精度模拟. SPH方法模拟多相流已有大量报道, 具体的实现方式也大不相同. 本文首先阐述了采用SPH方法模拟流体的基本控制方程, 以及求解过程中需要考虑的流体压力求解、表面张力、固体边界等问题. 整理和总结了基于SPH方法进行多相流模拟的主要实现方式: (1)双流体模型的拉格朗日求解器: 两相离散为两组独立SPH粒子, 并用显式相间作用耦合两相; (2)多相SPH方法: SPH方法对多相流模拟的自然延伸, 相间作用由SPH参数隐式描述; (3) SPH与其他离散方法的耦合: 差异较大的两相各自采用不同离散方法, 发挥不同拉格朗日方法的优点; (4) SPH和基于网格方法的耦合: 网格方法处理简单的单相流动主体, 获得精度和效率间的平衡. 另外, 还在模拟参数物理化等方面论述了与SPH方法模拟多相流相关的一些改进和修正方法, 并在最后讨论和建议了提高多相流SPH模拟效率和精度的措施.   相似文献   

7.
对一维波动方程的SPH(smoothed particle hydrodynamics)格式和有限差分格式进行比较,并采用SPH法模拟了一维应力/应变波, 获得1个可衡量SPH法模拟应力波准确性的重要指标。结果表明,SPH法模拟应力波传播中采用的光滑长度必须不小于粒子间距;采用B-样条核函数和高斯型核函数能够获得良好的应力波图像,而二次型核函数不能,因此二次型核函数不适用于冲击动力学的数值计算。  相似文献   

8.
目前, 无网格光滑粒子流体动力学SPH粒子法在波浪与结构物相互作用研究方面得到广泛应用, 但该方法模拟波浪远距离传播时, 常常面临严重的能量耗散问题, 导致波高非物理性降低, 给大范围海域、长时间作用下的波-物耦合作用研究带来一定困难. 对此, 本文采用一种核函数修正算法, 在确保粒子间相互作用对称性的同时, 改进压力梯度离散项的计算精度, 设法解决SPH方法中能量非物理性耗散的难题. 相较于前人减缓能量非物理性衰减的方法, 本文的修正SPH算法避免了自由液面搜索等复杂处理过程, 并能保证动量守恒特性. 数值结果中, 采用振荡液滴、规则波、不规则波等算例, 验证本修正SPH算法的准确性和有效性. 结果表明, 该修正SPH算法能准确模拟振荡液滴形态变化, 且动能保持较好守恒性. 通过数值水池与物理水池两者规则波与不规则波结果的对比分析表明, 基于本文修正SPH算法建立的数值波浪水池具有较好的抗能量衰减效果, 能实现长时间、远距离波浪传播的准确模拟. 此外, 本算法能在低光滑长度系数条件下, 实现精确模拟, 将极大缩减三维SPH模拟的时间, 从而节约计算成本.   相似文献   

9.
提出了弹性力学的复变量重构核粒子法与有限元法的耦合法(CVRKPM/FEM).采用场量耦合试函数法将弹性力学的复变量重构核粒子法与有限元法进行耦合,详细推导了在整个求解域上的耦合公式.最后通过数值算例证实了本文所提弹性力学的复变量重构核粒子法与有限元的耦合法的有效性.本文的耦合法不仅可以很方便地施加本质边界条件,而且可以充分利用无网格方法和有限元法的优势,弥补各自不足以提高计算效率.  相似文献   

10.
秦义校  程玉民 《力学学报》2009,41(6):898-905
将重构核粒子法和势问题的边界积分方程方法结合,提出了势问题的重构核粒子边界无单元法. 推导了势问题的重构核粒子边界无单元法的公式,研究其数值积分方案,建立了重构核粒子边界无单元法的离散化边界积分方程,并推导了重构核粒子边界无单元法的内点位势的积分公式. 重构核粒子法形成的形函数具有重构核函数的光滑性,且能再现多项式在插值点的精确值,所以该方法具有更高的精度. 最后给出了数值算例,验证了所提方法的有效性和正确性. }   相似文献   

11.
This paper presents the implementation of an adaptive smoothed particle hydrodynamics (ASPH) method for high strain Lagrangian hydrodynamics with material strength. In ASPH, the isotropic kernel in the standard SPH is replaced with an anisotropic kernel whose axes evolve automatically to follow the mean particle spacing as it varies in time, space, and direction around each particle. Except for the features inherited from the standard SPH, ASPH can capture dimension-dependent features such as anisotropic deformations with a more generalized elliptical or ellipsoidal influence domain. Two numerical examples, the impact of a plate against a rigid surface and the penetration of a cylinder through a plate, are investigated using both SPH and ASPH. The comparative studies show that ASPH has better accuracy than the standard SPH when being used for high strain hydrodynamic problems with inherent anisotropic deformations. PACS 46.15.-x, 83.10.Rs, 83.50.-v  相似文献   

12.
Particle based methods can be used for both the simulations of solid and fluid phases in multiphase medium, such as the discrete-element method for solid phase and the smoothed particle hydrodynamics for fluid phase. This paper presents a computational method combining these two methods for solid-liquid medium. The two phases are coupled by using an improved model from a reported Lagrangian-Eulerian method. The technique is verified by simulating liquid-solid flows in a two-dimensional lid-driven cavity.  相似文献   

13.
随着恐怖袭击的不断演化,船舶、桥梁等以钢箱为主要支撑的战略性结构逐渐成为恐怖袭击和敌方军事打击的重要目标。本文中采用光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH)方法对钢箱内部爆炸过程进行了数值模拟,对比实验,分析了钢箱内部爆炸时钢箱表面的变形过程,得到了钢箱表面挠度值的变化趋势、不同时刻钢箱表面压强和von Mises应力的分布情况、钢箱表面中心点处速度和压强的变化趋势,验证了SPH方法在模拟钢箱内部爆炸问题上的有效性。通过进一步数值模拟,探讨了钢箱内部不同位置爆炸时钢箱的破坏形式和损伤程度,结果表明:炸药在钢箱内部角隅处爆炸时,钢箱的损伤程度最严重;炸药在钢箱内部正中心爆炸时,钢箱的损伤程度最轻。  相似文献   

14.
Anisotropic diffusion phenomenon in fluids is simulated using smoothed particle hydrodynamics (SPH). A new SPH approximation for diffusion operator, named anisotropic SPH approximation for anisotropic diffusion (ASPHAD), is derived. Basic idea of the derivation is that anisotropic diffusion operator is first approximated by an integral in a coordinate system in which it is isotropic. The coordinate transformation is a combination of a coordinate rotation and a scaling in accordance with diffusion tensor. Then, inverse coordinate transformation and particle discretization are applied to the integral to achieve ASPHAD. Noting that weight function used in the integral approximation has anisotropic smoothing length, which becomes isotropic under the inverse transformation. ASPHAD is general and unique for both isotropic and anisotropic diffusions with either constant or variable diffusing coefficients. ASPHAD was numerically examined in some cases of isotropic and anisotropic diffusions of a contaminant in fluid, and the simulation results are very consistent with corresponding analytical solutions. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

15.
Wave interaction with bodies is an important practical application for smoothed particle hydrodynamics (SPH) which in principle applies to steep and breaking waves without special treatment. However, few detailed tests have been undertaken even with small amplitude waves. In order to reduce computer time a variable particle mass distribution is tested here with fine resolution near the body and coarse resolution further away, while maintaining a uniform kernel size. We consider two well‐defined test cases, in two dimensions, of waves generated by a heaving semi‐immersed cylinder and progressive waves interacting with a fixed cylinder. But first, still water with hydrostatic pressure is tested. The open‐source code SPHysics ( http://www.sphysics.org )§Update made here after initial online publication. is used with a Riemann solver in an Arbitrary Lagrangian–Eulerian formulation. For the heaving cylinder, SPH results for far field wave amplitude and cylinder force show good agreement with the data of Yu and Ursell (J. Fluid Mech. 1961; 11 :529–551). For wave loading on a half‐submerged cylinder the agreement with the experimental data of Dixon et al. (J. Waterway Port Coastal Ocean Div. 1979; 105 :421–438) for the root mean square force is within 2%. For more submerged cases, the results show some discrepancy, but this was also found with other modelling approaches. The sensitivity of results to the value of the slope limiter used in the MUSCL‐based Riemann solver is demonstrated. The variable mass distribution leads to a computer run speedup of nearly 200% in these cases. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

16.
SPH方法在模拟线弹性波传播中的运用   总被引:4,自引:0,他引:4  
通过对固体中波动问题的模拟建立了一种光滑粒子法的新形式,一种运用SPH的核函数的类似有限体积法的计算方法。通过对统计体积的修正以及对边界粒子的核函数修正,较好地解决了SPH方法中长期以来制约其被广泛应用的主要问题之一边界条件的表述。在此基础上成功地在光滑粒子法中实现了透射边界条件的模拟。同时利用反卷积修正使得较大粒子间距下的计算结果的精度大大提高。这种方法不但保持了SPH的简单性,而且很容易实现应力边界条件。  相似文献   

17.

引入颗粒动力学理论(拟流体模型)建立了适用于超高速碰撞的SPH新方法。将超高速碰撞中处于损伤状态的碎片等效为拟流体,在描述其运动过程中引入了碎片间相互作用和气体相对碎片的作用。采用该方法对球形弹丸超高速碰撞薄板形成碎片云的过程进行了数值模拟,得到了弹坑直径、外泡碎片云和内核碎片云的形状、分布,并与使用传统SPH方法、自适应光滑粒子流体动力学(ASPH)方法的模拟结果进行对比,结果显示:新方法在内核碎片云形状和分布上计算结果更加准确。同时对Whipple屏超高速碰撞问题进行了研究,分析了不同撞击速度下防护屏弹坑尺寸及舱壁损伤特性等特性,计算结果与实验吻合较好且符合Whipple防护结构的典型撞击极限曲线。

  相似文献   

18.
采用光滑粒子动力学SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)方法对三维溃坝流问题进行了数值模拟。为了逼真地模拟出坝内水体与壁面间相互作用而产生的水花飞溅、融合以及近壁面流动等现象,加入了混合长度形式的湍流模型。为了有效地防止粒子穿透固壁,提出了一种新型的适合三维数值模拟的固壁边界处理方法。应用SPH方法对三维溃坝流进行了数值模拟,并分别考虑了未添加障碍物和添加圆柱障碍物两种情形。计算结果表明,改进SPH方法能够精细地捕捉溃坝流在不同时刻的自由液面,并获得稳定而精确的数值结果。  相似文献   

19.
In this paper, an integrated smoothed particle hydrodynamics (SPH) model for complex interfacial flows with large density ratios is developed. The discrete continuity equation and acceleration equation are obtained by considering the time derivative of the volume of particle and Eckart's continuum Lagrangian equation. A continuum surface force model is used to meet the fact that surface force may not be distributed uniformly on each side of the interface. An improved boundary condition is imposed to model wall free-slip and no-slip condition for interfacial flows with large density ratios. Particle shifting algorithm (PSA) is added for interfacial flows by imposing the normal correction near the interface, called as Interface-PSA. Then four representative numerical examples, including droplet deformation, Rayleigh-Taylor instability, dam breaking, and bubble rising, are presented and compared well with reference data. It is demonstrated that inherent interfacial flow physics can be well captured, including surface tension and the dynamic evolution of the complex interfaces.  相似文献   

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