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多相流的MPS无网格粒子法。 (英语) Zbl 1253.76106号

摘要:将多相系统视为一种多密度多粘度流体,基于运动粒子半隐式(MPS)无网格粒子法,提出了一种简单的不可压缩多相流模型。弱可压缩MPS(WC-MPS)公式(由作者开发)用于求解所有阶段的一组方程。在该模型中,以简单的方式引入了多相力。在处理多粘度系统时,研究了不同相颗粒相互作用时确定粘度的不同方法。为了评估每种方法的准确性,使用了分层多粘度Poiseuille流测试用例,并将模型结果与解析解进行了比较。结果表明,这种相互作用粘度的选择对结果的准确性有重要影响。然后对该模型进行了验证,并将其应用于两种基本的水动力不稳定性(Rayleigh-Taylor和Kelvin-Helmholtz不稳定性)。然后将结果与基于网格的模型(采用流体界面体积追踪方法)进行比较,以检查模型处理多密度系统的能力。比较表明,该模型具有合理的精度。这项工作的结果提供了在广泛的条件下使用MPS建模多相不可压缩不混溶系统的潜力。

MSC公司:

76米28 粒子法和晶格气体法
76T99型 多相多组分流动
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 希尔特,C.W。;Nichols,B.D.,自由边界动力学的流体体积(VOF)方法,计算机杂志。《物理学》(.,3,9,201(1981))·Zbl 0462.76020号
[2] Harlow,F.H.,《颗粒-细胞计算》方法对于流体动力学,方法计算。物理。,3, 319-343 (1964)
[3] Gingold,R.A。;Monaghan,J.J.,《平滑粒子流体动力学:非球形恒星的理论和应用》,蒙大拿州。不是。R.Soc.,181,375-389(1977)·兹比尔0421.76032
[4] Lucy,L.B.,《检验裂变假说的数值方法》,Astron。J.,82,1013-1024(1977)
[5] Monaghan,J.J.,SPH简介,计算。物理学。社区。,48, 89-96 (1988) ·Zbl 0673.76089号
[6] Hoogerbrugge,P.J。;Koelman,J.M.V.A.,用耗散粒子动力学模拟微观流体动力学现象,Europhys。莱特。,19, 155-160 (1992)
[7] Koshizuka,S。;塔马科,H。;Oka,Y.,《带流体破碎的不可压缩粘性流的粒子方法》,计算。流体发电机。J.,4,29-46(1995)
[8] Koshizuka,S。;Oka,Y.,《不可压缩流体破碎的移动粒子半隐式方法》,Nucl。科学。工程师,123421-434(1996)
[9] 刘杰。;Koshizuka,S。;Oka,Y.,《粘性、不可压缩、多相流的混合颗粒-网格法》,J.Compute。物理。,202, 65-93 (2005) ·Zbl 1061.76069号
[10] 莫纳汉,J.J。;Kocharyan,A.,多相流的SPH模拟,计算。物理学。社区。,87, 225-235 (1995) ·Zbl 0923.76195号
[11] 胡晓云。;Adams,N.A.,《宏观和介观流动的多相SPH方法》,J.Compute。物理。,213, 844 (2006) ·Zbl 1136.76419号
[12] 阿杰兹,O。;摩尔,B。;斯塔德尔,J。;波特,D。;米尼亚蒂,F。;里德·J。;迈耶,L。;Gawryszczak,A。;Kravtsov,A。;奥勒冈州诺德隆德。;皮尔斯,F。;奎利斯,V。;陆克文,D。;斯普林格尔,V。;斯通,J。;Tasker,E。;Teyssier,R。;Wadsley,J。;Walder,R.,SPH和网格方法之间的基本差异,周一。不是。罗伊。阿童木。《社会学杂志》,380963-978(2007)·Zbl 1218.76036号
[13] Price,D.J.,SPH中的不连续性建模和Kelvin-Helmholtzin稳定性,J.计算。物理。,227, 10040-10057 (2008) ·Zbl 1218.76037号
[14] 格雷尼尔,北。;安托诺,M。;Colagrossi,A。;勒图泽,D。;Alessandrini,B.,《多流体和自由表面流动的哈密顿界面SPH公式》,J.Compute。物理。,2282288380-8393(2009年)·Zbl 1333.76056号
[15] Koshizuka,S。;Nobe,A。;Oka,Y.,《使用运动粒子半隐式方法对破碎波进行数值分析》,国际期刊数值。液体方法,26751(1998)·Zbl 0928.76086号
[16] 柴田,K。;Koshizuka,S。;Oka,Y.,《使用粒子法对射流破碎行为进行数值分析》,J.Nucl。科学。技术。,41, 715-722 (2004)
[17] Shakibaeinia,A。;Jin,Y.C.,模拟开放边界自由表面流动的弱可压缩MPS方法,国际期刊数值。《液体方法》,63(2010),1208-123·Zbl 1425.76202号
[18] Shakibaeinia,A。;Jin,Y.C.,基于MPS的无网格粒子法模拟明渠水流,J.Hydraul。工程,1371375-1385(2011)
[19] H.Gotoh。;Shibahara,T。;Sakai,T.,MPS方法的子颗粒尺度湍流模型——水利工程的图形流模型,计算。流体动力。J.,9,339-347(2001)
[20] Khayyer,A。;Gotoh,H.,预测2D波浪冲击压力的修正移动粒子半隐式方法,海岸。工程,56,419-440(2009)
[21] H.Gotoh,J.Fredsöe,倾倒到水中的细泥沙沉降行为的拉格朗日两相流模型,摘自:ICCE会议记录(2000),澳大利亚悉尼,第3906-3919页。;H.Gotoh,J.Fredsöe,倾倒到水中的细泥沙沉降行为的拉格朗日两相流模型,摘自:ICCE会议记录(2000),澳大利亚悉尼,第3906-3919页。
[22] H.Ikari,H.Gotoh,T.Sakai,采用液气两相流模型的粒子法模拟波浪破碎,Ann.J.Coast。工程(JSCE)111-115(日语)。;H.Ikari,H.Gotoh,T.Sakai,采用液气两相流模型的粒子法模拟波浪破碎,Ann.J.Coast。工程(JSCE)111-115(日语)。
[23] Batchelor,G.K.,《流体动力学导论》(1967),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社,英国剑桥·Zbl 0152.44402号
[24] Monaghan,J.J.,用SPH模拟自由表面流动,J.Comput。物理。,110, 399-406 (1994) ·Zbl 0794.76073号
[25] 莫里斯,J.P。;福克斯·P·J。;Zhu,Y.,使用SPH建模低雷诺数不可压缩流,J.Compute。物理学(.,136,214-226(1997))·Zbl 0889.76066号
[26] Dallymple,R.A。;罗杰斯,B.D.,用SPH方法进行水波数值模拟,海岸。工程,53,2-3,141-147(2006)
[27] 维瑟特区。;霍夫斯洛特,H.C.J。;Iedema,P.D.,用耗散粒子动力学模拟多粘度系统,J.Compute。物理。,214, 2, 491-504 (2006) ·兹比尔1136.76421
[28] Pöschel,T。;Schwager,T.,《计算颗粒动力学:模型和算法》(2005),施普林格出版社:柏林施普林格
[29] Monaghan,J.J.,《关于粒子方法中的穿透问题》,J.Comput。物理。,82,1-15(1989年)·Zbl 0665.76124号
[30] 曹,Q。;Sarkar,K。;Prasad,A.K.,两层粘性分层流的直接数值模拟,Int.J.多相流,301485-1508(2004)·Zbl 1136.76478号
[31] Chandrasekhar,S.,《流体动力学和水磁稳定性》(1961年),牛津大学出版社·Zbl 0142.44103号
[32] Brackbill,J.U。;科特,D.B。;Zemach,C.,《模拟表面张力的连续体方法》,J.Compute。物理。,100, 2, 335-354 (1992) ·Zbl 0775.76110号
[33] 阿达米,S。;胡晓云。;Adams,N.A.,使用再生发散近似的多相SPH的新表面张力公式,J.Compute。物理。,229, 13, 5011-5021 (2010) ·Zbl 1346.76161号
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