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多层液体晃动的运动粒子模拟方法的发展。 (英语) Zbl 1407.76122号

小结:水和砂等混合油气从油井开采至海上结构物。必须使用清洗罐或分离器将这种混合液体分离,以便进行后续处理。为了设计这样的系统,需要一个适合多相流体的数值预测工具。为此,开发了一种新的运动粒子模拟(MPS)方法来模拟多层液体晃动问题。多流体系统的新MPS方法包括界面粒子的额外搜索方法、界面边界条件、浮力修正模型和界面粒子的表面张力模型。通过与已发表的数值和实验数据的比较,验证了新的粒子相互作用模型。特别是,根据Molin等人(2012年)的三层液体实验验证了多液体MPS方法。如果激励频率接近其中一个内层共振,内部界面运动可能远大于顶部自由表面运动。验证后的多液体MPS程序随后用于更非线性的情况,包括振幅更大的多色多模运动,从中可以观察到各种非线性特征,例如内部断裂和更多的颗粒分离。对于非线性情况,还证明了有浮力修正和无浮力修正以及表面张力模型之间的差异。

MSC公司:

76米28 粒子法和晶格气体法
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Chen,H.C.,液化天然气储罐中可压缩两相晃动流的CFD模拟,海洋系统工程,1,1,29-55(2011)
[2] Lee,B.H。;J.C.帕克。;Kim,M.H。;Jung,S.J。;Ryu,M.C。;Kim,Y.S.,使用粒子方法对冲击载荷进行数值模拟,海洋工程,37,2-3,164-173(2010)·doi:10.1016/j.oceaneng.2009.12.003
[3] Lee,B.H。;J.C.帕克。;Kim,M.H。;Hwang,S.C.,模拟剧烈自由表面运动和冲击载荷时MPS方法的逐步改进,应用力学和工程中的计算机方法,200,9-12,1113-1125(2011)·Zbl 1225.76234号 ·doi:10.1016/j.cma.2010.12.001
[4] Loysel,T。;Gervaise,E。;莫罗,S。;Brosset,L.,2012-2013年晃荡模型试验基准的结果,第23届国际海洋和极地工程会议论文集(ISOPE’13)
[5] 金,Y。;Shin,Y。;金·W。;Yue,D.,波浪中船舶运动耦合晃动问题的研究,第八届船舶数值流体动力学国际会议论文集
[6] 金,Y。;Nam,B.W。;Kim,D.W。;Kim,Y.S.,《船舶运动和晃荡耦合效应研究》,海洋工程,34,16,2176-2187(2007)·doi:10.1016/j.oceaneng.2007.03.008
[7] 盖拉德,G。;Ledoux,A。;Lynch,M.,《液化气与部分填充储罐的船舶运动之间的耦合:对气运船耐波性、设计和操作的影响》(2004),英国伦敦:英国伦敦皇家海军建筑师学会
[8] Cho,S。;Hong,S.Y。;Kim,J。;Park,I.,《包括多体相互作用在内的船舶运动和晃荡耦合动力学研究》,第17届国际海洋和极地工程会议论文集(ISOPE’07)
[9] Lee,S.J。;Kim,M.H.,《液体内部运动对液化天然气船舶响应的影响》,《海洋机械与北极工程杂志》,132,2,1-8(2010)·数字对象标识代码:10.1115/1.4000391
[10] Kim,K.S。;Lee,B.H.等人。;Kim,M.H。;Park,J.C.,使用MPS(运动粒子模拟)模拟船舶运动的晃荡效应,CMES-工程和科学中的计算机建模,79,3-4,201-221(2011)·Zbl 1356.74055号
[11] Kim,K.S。;Kim,M.H。;Park,J.C.,利用MPS实现船舶运动和三层液体分离器之间的动态耦合,(运动粒子模拟),第23届国际海洋和极地工程会议论文集
[12] 拉罗卡,M。;Sciortino,G。;Adduce,C。;Boniforti,M.A.,自由表面双液体系晃动的实验和理论研究,流体物理学,17,6,1-17(2005)·Zbl 1187.76289号 ·doi:10.1063/11922887
[13] 莫林,B。;雷米,F。;奥迪弗伦,C。;Marcer,R.,《含有三种流体的矩形储罐中液体晃动的实验和数值研究》,第22届国际海洋和极地工程会议论文集(ISOPE’12)
[14] Koshizuka,S。;Oka,Y.,《不可压缩流体破碎的移动粒子半隐式方法》,核科学与工程,123,3,421-434(1996)
[15] 丰田,E。;Akimoto,H。;Kubo,S.,不可压缩流的可变空间分辨率粒子方法,第19届日本流体力学学会论文集
[16] Gotoh,H.,拉格朗日粒子法作为数值波浪水槽的先进技术,国际海洋和极地工程杂志,19,3,161-167(2009)
[17] 黄,S.C。;Lee,B.H。;J.C.帕克。;Sung,H.G.,基于颗粒的矩形储罐晃动模拟,韩国海岸与海洋工程师学会,24,2,964-989(2010)
[18] 北朝鲜白川方明。;Horie,H。;Yamamoto,Y。;Tsunoyama,S.,用双流体-颗粒相互作用方法分析圆管中的空隙分布,核科学与技术杂志,38,6,392-402(2001)
[19] 野村,K。;Koshizuka,S。;奥卡,Y。;Obata,H.,使用粒子方法对液滴破碎行为进行数值分析,核科学与技术杂志,38,12,1057-1064(2001)
[20] Khayyer,A。;Gotoh,H.,《提高MPS无网格颗粒法在高密度比多相流中的性能和稳定性》,《计算物理杂志》,242,1,211-233(2013)·Zbl 1314.76036号 ·doi:10.1016/j.jp.2013.02.002
[21] 莫纳汉,J.J。;Kocharyan,A.,多相流的SPH模拟,计算机物理通信,87,1-2,225-235(1995)·Zbl 0923.76195号
[22] 胡晓云。;Adams,N.A.,宏观和介观流动的多相SPH方法,计算物理杂志,213,2,844-861(2006)·Zbl 1136.76419号 ·doi:10.1016/j.jcp.2005.09.001
[23] 田中,M。;Masunaga,T.,通过准压缩性稳定和平滑MPS方法中的压力,计算物理杂志,229,11,4279-4290(2010)·Zbl 1334.76121号 ·doi:10.1016/j.jcp.2010.02.011
[24] 基舍夫,Z.R。;胡,C。;Kashiwagi,M.,用基于CIP的方法对剧烈晃动进行数值模拟,海洋科学与技术杂志,11,2,111-122(2006)·doi:10.1007/s00773-006-0216-7
[25] Lamb,H.,《流体动力学》(1945),英国剑桥:剑桥大学出版社,英国剑桥
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