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低填充比和高拉伸条件下储罐晃动的长时间SPH模拟。 (英语) Zbl 1410.76316号

摘要:使用光滑粒子流体动力学(SPH)实现低填充比下长时间晃动的稳定和准确模拟是一个具有挑战性的问题。其解决方案需要明智地选择SPH公式,以最小化边界条件、耗散项或计算机算法引入模拟的误差的影响。我们评估了此类模拟的困难和常见陷阱,并提出了一种SPH方法来有效地处理它们。该公式结合了使用虚粒子的双精度壁面边界条件和最小能量耗散稳定性的(delta)-SPH格式的有效使用。提出的SPH公式在表面高度和储罐受力方面与调谐液体阻尼器研究的实验数据精确匹配D.里德等【《大振幅激励下调谐液体阻尼器的研究》,J.Eng.Mech.124,No.4,405–413(1998;doi:10.1061/(asce)0733-9399(1998)124:4(405))]后来由ESA/ESTEC在广泛的频率范围内复制。

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76平方米 谱方法在流体力学问题中的应用
65亿75 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的概率方法、粒子方法等
76B10型 射流和空腔、空化、自由流线理论、进水问题、翼型和水翼理论、晃动
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参考文献:

[1] Gingold,R。;Monaghan,J.,《平滑粒子流体动力学:非球形恒星的理论和应用》,Mon Not R Astron Soc,181,3,375-389,(1977)·Zbl 0421.76032号
[2] Lucy,L.,《裂变假设检验的数值方法》,Astron J,82,1013-1024,(1977)
[3] 刘,M。;Liu,G.,《光滑粒子流体动力学(SPH):概述和最新发展》,《Arch Comput Methods Eng》,17,1,25-76,(2010)·Zbl 1348.76117号
[4] Monaghan,J.,《光滑粒子流体动力学及其各种应用》,《流体动力学年鉴》,44,323-346,(2012)·Zbl 1361.76019号
[5] Monaghan,J.,《用SPH模拟自由表面流》,《计算物理杂志》,110,2,399-406,(1994)·Zbl 0794.76073号
[6] 戈梅斯·盖斯特拉,M。;罗杰斯,B。;达尔林普尔,R。;克雷斯波,J.,《自由表面流动的经典SPH技术现状》,《水利研究杂志》,48,S1,6-27,(2010)
[7] 里德·D。;Yu,J。;Yeh,H。;Gardarsson,S.,大振幅激励下调谐液体阻尼器的研究,J Eng Mech,124,4,405-413,(1998)
[8] 拉达,C。;Such-Taboada,M。;Ngan,I。;格里戈尔,L。;阿波洛尼,M。;Roure,S.,《实验晃动参考试验》(Ouwehand,L.,第13届欧洲航天器结构、材料和环境试验会议,ESTEC,荷兰诺德维克,ESA SP-7272014年6月,(2014),ESA Communications Braunschweig,德国)
[9] 拉达,C。;Passaro,A.,《实验晃动参考试验报告》,技术代表,(2016),ESA-ESTEC TEC-MPA报告
[10] Colagrossi,A。;安托诺,M。;Touzé,D.L.,关于光滑粒子流体动力学模型中自由表面作用的理论考虑,Phys Rev E,79,5,056701,(2009)
[11] Bouscasse,B。;安托诺,M。;Colagrossi,A。;Lugni,C.,非线性浅水晃荡的数值和实验研究,国际非线性科学数值模拟杂志,14,2,123-138,(2013)·Zbl 06942793号
[12] H.Gotoh。;Khayyer,A。;Ikari,H。;有川,T。;Shimosako,K.,《关于不可压缩SPH方法在剧烈晃动流模拟中的增强》,Appl Ocean Res,(2014)
[13] Price,D.,《光滑粒子流体动力学:我希望我母亲教给我的东西》,《计算天体物理学的进展:方法、工具和结果》,意大利切法鲁,(2011)
[14] 马龙,S。;安托诺,M。;Colagrossi,A。;科利奇奥,G。;Touzé,D.L。;格拉齐亚尼,G。,δ-用于模拟剧烈冲击流的SPH模型,计算方法应用机械工程,200,13,1526-1542,(2011)·Zbl 1228.76116号
[15] 阿达米,S。;胡,X。;Adams,N.,《光滑粒子流体动力学的广义壁面边界条件》,《计算物理杂志》,231,21,7057-7075,(2012)
[16] Mayrhofer,A。;罗杰斯,B。;Violeau,D.,《使用SPH和统一的半解析壁边界条件研究壁面边界流》,计算物理委员会,184,11,2515-2527,(2013)·Zbl 1349.76717号
[17] 费兰德,M。;劳伦斯,D。;罗杰斯,B。;维奥洛,D。;Kassiotis,C.,无网格SPH方法中无粘、层流或湍流的统一半分析壁边界条件,国际J数值方法流体,71,4,446-472,(2012)
[18] Monaghan,J.,《平滑粒子流体力学》,《天文物理学年鉴》,第30期,第543-574页,(1992年)
[19] Espanol P.,Revenga M.,平滑耗散粒子动力学。物理版E 67(2)026705。;Espanol P.,Revenga M.,平滑耗散粒子动力学。物理版E 67(2)026705。
[20] 胡,X。;Adams,N.,《不可压缩粘性流的角动量守恒光滑粒子动力学》,《物理流体》(1994年至今),第18、10、101702(2006)页
[21] Bonet,J。;Kulasegaram,S.,《提高光滑粒子流体动力学方法性能的简化方法》,应用数学计算,126,2-3,133-155,(2002)·Zbl 1024.76039号
[22] Fatehi,R。;Manzari,M.,《弱可压缩光滑粒子流体动力学中数值振荡的补救方法》,《国际数值方法流体》,67,9,1100-114,(2011)·Zbl 1453.76159号
[23] Colagrossi,A。;Landrini,M.,用光滑粒子流体动力学对界面流动进行数值模拟,《计算物理杂志》,191,2448-475,(2003)·Zbl 1028.76039号
[24] Molteni,D。;Colagrossi,A.,《使用SPH改进水动力环境中压力评估的简单程序》,计算物理通讯,180,6,861-872,(2009)·Zbl 1198.76108号
[25] 法拉利,A。;杜姆布瑟。;托罗,E。;Armanii,A.,自由表面流的新三维平行SPH方案,Comput Fluids,38,61203-12117,(2009)·Zbl 1242.76270号
[26] 安托诺,M。;Colagrossi,A。;马龙,S。;Molteni,D.,《用带数值扩散项的SPH格式求解自由表面流》,《计算物理通讯》,181,3532-549,(2010)·Zbl 1333.76055号
[27] 安托诺,M。;Colagrossi,A。;Marrone,S.,《弱可压缩SPH方案中的数值扩散项》,计算物理通讯,183,12,2570-2580,(2012)
[28] Koukouvinis,P.K。;Anagostopoulos,J.S。;Papantonis,D.E.,SPH-ALE方法的改良MUSCL治疗:与标准SPH方法在射流冲击情况下的比较,Int J Numer Methods Fluids,711152-1177,(2013)
[29] 克雷斯波,A。;Domínguez,J。;罗杰斯,B。;戈梅斯·盖斯特拉,M。;Longshaw,S。;Canelas,R.,《双重物理:基于平滑粒子流体动力学(SPH)的开放源代码并行CFD求解器》,《计算物理通讯》,187204-216,(2015)·Zbl 1348.76005号
[30] Violeau,D.,《流体力学和SPH方法:理论和应用》,(2012),牛津大学出版社·Zbl 1247.76001号
[31] Wendland,H.,分段多项式,最小次正定紧支集径向函数,高等计算数学,4,1,389-396,(1995)·Zbl 0838.41014号
[32] Lo,E。;Shao,S.,用不可压缩SPH方法模拟近岸孤立波力学,应用海洋研究,24,5,275-286,(2002)
[33] Violeau,D.,计算流体动力学中拉格朗日模型的耗散力及其在光滑粒子流体动力学中的应用,Phys Rev E,80,3,(2009)
[34] Bonet,J。;Lok,T.-S.,光滑粒子流体力学公式的变分和动量保持方面,计算方法应用机械工程,181,1,97-116,(1999)·Zbl 0962.76075号
[35] 戈梅斯·盖斯特拉,M。;罗杰斯,B。;克雷斯波,A。;Dallymple,R。;Narayanaswamy,M。;Domínguez,J.,Sphysics-自由曲面流体解算器的开发。第1部分:理论和公式,Comput Geosci,48,289-299,(2012)
[36] Domínguez,J。;克雷斯波,A。;戈梅斯·盖斯特拉,M。;Rogers,B.,《使用GPU硬件加速模拟超过10亿个SPH粒子》,第八届国际SPHERIC研讨会论文集,挪威特隆赫姆,(2013)
[37] Domínguez,J.,《双SPH物理:利用SPH技术实现高性能计算》,(2014),维戈大学环境物理实验室,博士论文
[38] 瓦利扎德,A。;Monaghan,J.J.,《弱可压缩SPH固体壁模型研究》,《计算物理杂志》,300,5-19,(2015)·Zbl 1349.76743号
[39] 克雷斯波,A。;戈梅斯·盖斯特拉,M。;Dalrymple,R.,SPH方法中动态粒子产生的边界条件,Comput Mater Continua,5,3173-184,(2007)·Zbl 1153.74383号
[40] 法尔廷森,M。;Timokha,A.,《摇摆》(2009),剑桥大学出版社
[41] 出版社,W。;弗兰纳里,B。;Teukolsky,S。;韦特林,W.,龙格-库塔方法,《FORTRAN中的数值配方:科学计算的艺术》,704-716,(1992),剑桥大学出版社
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