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用于建模流体-结构相互作用的耦合三维等几何/最小二乘MPS方法。 (英语) Zbl 1506.74401号

摘要:提出了一种三维等几何方法和最小二乘运动粒子半隐式方法(LSMPS)的双向耦合方法,用于处理流体-结构相互作用问题。该方法利用了结构变形的等几何分析(IGA)的优势,例如结构几何形状的精确表示和相对较少元素的解场的高精度,以及流体流动的LSMPS方法的优势,例如其对内部粒子和边界条件的一致离散化。当流体通过LSMPS方法求解时,NURBS(非均匀有理B样条曲线)曲面为LSMPS法提供了边界条件。然后,首先利用泰勒级数展开法从LSMPS粒子处的压力及其相应导数计算NURBS曲面上的压力,然后利用Newton-Cotes方法进行积分以确定NURBS表面上虚拟点处的压力。随后,将虚拟点处的压力力分布到IGA元件的控制节点(即控制点)上,以便使用IGA方法分析结构变形。该耦合算法基于拉格朗日框架,能够准确、方便地处理边界条件和流固耦合问题。最后,通过三个算例,即流体在刚性管道中的流动、流体与储罐的相互作用以及弹性状态下的流体与储罐之间的相互作用,验证了所提耦合方法的准确性和有效性。

MSC公司:

74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用
65平方米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65D07年 使用样条曲线进行数值计算
74层10 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
76天xx 不可压缩粘性流体
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全文: 内政部

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