Xper公司

DF-IBM/NSCD耦合框架模拟浸没粒子相互作用。浸没颗粒流广泛存在于不同形式(不同尺度)的不同领域,如自然界(河流、淤泥、大气、血点)和许多工业应用(洗涤剂、化妆品等)。正确地研究这种流动需要一个人很好地描述其动力学背后的物理:流体/固体相互作用(FSI)、固体/固体相互作用(SSI)以及各种尺度上的耦合机制。本文发展了一个新的耦合框架来模拟浸没颗粒流。采用直接强迫浸入边界法(DF-IBM)对FSI进行了建模,并在并行化的“鹈鹕”C++库中实现了FSI。在DF-IBM中,所有的数学方程,包括直接强迫项,在空间和时间上都是离散的,并通过有限体积法和欧拉网格上的投影法迭代求解。可以平滑的锐边界面用于表示流体/固体过渡。基于“LMGC90”开源库中开发的非光滑接触动力学(NSCD)方法,对晶粒尺度下的多个SSI进行建模。“PELICANS”和“LMGC90”两个软件的耦合,称为Xper,提供了一个有效的框架来模拟和研究密集浸没颗粒流,既考虑了颗粒间的先进接触规律,又考虑了流体的相互作用。本文讨论了在两个沉降固体圆盘周围施加流体环(或流体网格单元)对其动力学修正的影响。在Xper中实现的DF-IBM方法在静止刚性圆柱基准面上的二维流动和不同雷诺数下不可压缩层流流体中刚性浮球的沉降进行了验证。数值计算结果与文献中的实验数据和数值结果吻合较好。

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