阿姆尼特·帕尔·辛格·巴拉;拉胡尔·贝尔;Boyce E.格里菲斯。;Neelesh A.Patankar。 用于粒子运动、定位和自脉动的全解析浸没式电流体力学。 (英语) Zbl 1349.76433号 J.计算。物理学。 256, 88-108 (2014). 摘要:模拟流体介质中刚体或变形体的电场驱动运动需要求解电动力学和流体动力学的耦合方程。在这项工作中,我们提出了一种数值方法来处理电流体力学在我们的方法中,电场和流体方程在欧拉网格上求解,浸入式结构由在背景欧拉网格中自由移动的拉格朗日节点的无网格集合建模。流体与结构的相互作用由一种有效的分布式拉格朗日乘子方法处理,而电场引起的体力则由麦克斯韦应力张量计算。此外,我们采用了自适应网格细化(AMR)方法来离散方程,这使我们能够以相对较低的计算成本来求解局部电场梯度和流体边界层。利用这个框架,我们解决了一系列广泛的问题,包括微粒在微流控通道中的介电泳运动、三维纳米线组装、旋转电场对微粒定向的影响以及在芯片实验室设备中利用其介电特性分离细胞的影响。我们还模拟了电定位动物利用自生电场的畸变来定位物体。具体来说,我们对一条黑色幽灵刀鱼进行了模拟,它使用电定位来追踪和捕获猎物。虽然所提出的跟踪算法并非旨在对应于真正的刀鱼所使用的生理跟踪机制,但该算法的扩展可用于开发水下航行器的人工“电感应”。据我们所知,这些电动定位的动态模拟是同类中的第一个。 引用于9文件 MSC公司: 76M20码 有限差分法在流体力学问题中的应用 76周05 磁流体力学和电流体力学 6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法 74层10 流固相互作用(包括空气弹性和水弹性、孔隙率等) 78A30型 静电和磁力静力学 78A35型 带电粒子的运动 78A48型 复合介质;光学和电磁理论中的随机介质 92D50型 动物行为 关键词:流体-结构相互作用;浸入边界法;电定位;介电泳;自组装;分布式拉格朗日乘子;自适应网格细化;自由泳;刀鱼;奈米线 软件:PETSc公司;SAMRAI公司;炒作 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{A.P.S.Bhalla}等人,J.Compute。物理学。256、88——108(2014年;Zbl 1349.76433) 全文: 内政部 参考文献: [1] 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