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关于使用多体动力学技术来模拟流体动力学和流固相互作用问题。 (英语) Zbl 1490.76168号

摘要:本文将基于多体动力学的流体动力学问题解决方案与计算流体动力学(CFD)社区使用的两种基于拉格朗日的技术进行了比较。基于多体动力学的解决方案具有两个显著属性:通过双边运动约束强制执行不可压缩条件,通过单边运动约束处理与固相的耦合。基于多体动力学的解决方案,在此称为运动约束光滑粒子流体动力学(KCSPH)方法,是解决CFD问题的拉格朗日方法。它依靠光滑粒子流体动力学(SPH)方法离散Navier-Stokes方程中的空间微分算子,并依靠多体动力学的Newton-Euler方程在时间上向前对流SPH粒子。通过与CFD界最常用的两种SPH算法(弱可压缩SPH(WCSPH)和隐式SPH(ISPH)方法)的性能比较,我们证明了基于多体动力学的方法是高效和准确的。比较是结合四个试验进行的:不可压缩性基准试验、溃坝试验、浮动圆筒试验和晃动水槽试验。我们的结论是,对于具有复杂/移动边界的流体-固体相互作用(FSI)问题,KCSPH是传统CFD方法的可靠替代方案。本文使用的解算器和模型在一个名为Chrono的开源软件中公开可用;这些实现使用GPU(用于WCSPH和ISPH)和多核CPU(用于KCSPH)并行计算。

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76米28 粒子法和晶格气体法
74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
70E55型 多体系统动力学
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全文: 内政部

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