求解浅水方程的光滑粒子流体动力学法

文章将光滑粒子流体动力学(SPH)法应用于浅水方程,针对传统SPH法中存在的边界缺陷问题,引入了一种处理边界条件的方法,即虚粒子法,对一维溃坝问题进行模拟,并将所得结果与用有限差分法等数值方法得到的结果相比较,结果表明SPH法能够捕捉到水坝崩溃后的激波现象,并且所得图像较为平滑,在间断处也较为锐利。     

基于光滑粒子流体动力学方法与GPU并行计算的阶梯流数值模拟

为了更好地模拟分析地下空间阶梯流动力学规律和提升数值计算效率,利用光滑粒子流体动力学方法(SPH),并借助GPU并行计算技术对地下空间阶梯流进行数值建模和计算。基于GPU并行化加速的SPH地下空间阶梯流模型的数值计算结果表明:该模型不仅计算获得较好的阶梯流流态,而且计算效率大幅度提高,比串行SPH模型和移动粒子半隐方法(MPS)模型快数百倍,为研究大尺度城市街区洪水提供了一个比较有前景的研究途径。     

水气二相流光滑粒子流体动力学方法研究进展

从状态方程、连续方程、动量方程和其他数值技术等方面,对光滑粒子流体动力学（SPH）解决水气二相流问题的数值技术和最新进展进行了综述,并对各项技术进行了评价。最后,提出了未来的研究展望。     

光滑粒子流体动力学的研究进展及应用

本文从光滑粒子流体动力学（Smoothed particle hydrodynamics,SPH）方法的基本理论出发,论述了经典SPH方法存在的问题：插值不连续,边界处理,张力不稳定性;对五种改进的SPH算法（NSPH,RKPM,CSPM,MLSPH,ISPH）的原理及特点进行了总结。并总结了SPH方法在可压缩流,不可压缩流,材料的变形与冲击断裂中的应用情况。最后,结合SPH在工程领域中的应用提出几点展望。     

基于修正剑桥模型的光滑粒子流体动力学的土柱崩塌模拟

土柱崩塌是一种被广泛研究的岩土大变形模型。考虑非关联流动法则的修正剑桥(MCC)模型描述土体行为;并将其导入光滑粒子流体动力学(SPH)算法来模拟土柱崩塌。在算法设计中,利用有限元方法中常用的中心回映算法来计算应力积分,以提高算法的精度。应用所设计的SPH算法模拟初始高宽比分别为1.5、3和5.5的土柱崩塌模型;并与实验结果比较,表明SPH算法在研究土柱崩塌问题的可靠性。     

基于光滑粒子流体动力学法的飞机风挡鸟撞失效破坏模拟

运用光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法模拟了鸟撞飞机风挡的过程,鸟体模型采用SPH法建立,风挡模型采用Lagrange法定义,鸟体以515 km/h、562 km/h和600 km/h的速度分别撞击风挡对称线上前1/3点。通过仿真模拟,获取了鸟体撞击风挡的应变、位移、应力曲线,风挡失效损伤演化过程,并与试验结果对比,证明所建鸟撞风挡有限元模型可以准确预测风挡的鸟撞动态响应。研究表明:鸟体撞击风挡对称线前1/3点时,风挡最大变形发生在风挡中间部位;风挡在弯曲作用下首先会在内表面发生失效破坏;撞速为600 km/h的风挡发生失效破坏后,在撞击区域形成多条与风挡对称线呈大约50°夹角的裂纹及少部分横向裂纹。     

基于试验非拟合混凝土本构方程

目的建立混凝土单轴拉伸和压缩应力-应变方程.方法基于混凝土单轴拉伸和压缩的试验数据,研究应力-应变变化规律,抛弃传统的拟合方法,直接由混凝土基本性能(初始弹性模量、峰值应力、峰值应变和应变软化性态)导出应力-应变方程.结果全程应力-应变方程由强化方程和软化方程给出,在峰值应力之前,强化方程为单调增且二阶导数为负的曲线,与试验结果曲线相符.在峰值应力之后,用不同的软化方程表示试验软化曲线.结论笔者提出的混凝土本构方程与很多实验数据相符,方程中的参数具有明显的力学意义,形式简单,便于理解,能很好的应用于混凝土本构关系的研究中.     

基于相的纳晶材料的本构方程

为了对实验观察到的纳晶Cu的高强度、高塑性给予合理的解释,建立了包含2种晶粒的材料模型:最细小晶粒(2 ～ 4nm)和普通纳晶晶粒(20 ～ 100nm).最细小晶粒可以看作普通纳晶晶粒的三晶交组成部分,普通纳晶晶粒由晶界影响区和晶内相组成.接着,分别建立晶界影响区和晶内相变形的本构方程.与文献实验结果进行了对比并获得了一致的结果.详细分析了最细小晶粒对于纳晶材料位错堆积能力和塑性的影响,证明其存在是材料高强度高塑性的成因.     

假塑性流体的本构方程

介绍了幂律方程、埃利斯方程和米特方程,分析了这些方程的基本特点。提出了一个新的假塑性流体的本构方程。     

钛合金铣削加工的切屑形态仿真及实验研究

为改善钛合金TC4可加工性、降低刀具磨损、提高工件表面质量,探寻刀具前角及切削速度的变化对切削力和切削温度的影响规律。通过改变刀具前角和切削速度,采用AdvantEdge FEM软件和单因素实验方法对钛合金TC4切屑的形成过程进行二维模拟,研究锯齿形切屑的形成机理。仿真与实验结果表明:随着刀具前角增大,切屑的锯齿化程度降低,切削力和切削温度呈下降趋势;随着切削速度的增大,切削力呈缓慢下降趋势,而切削温度呈明显上升趋势。该研究验证了仿真的可行性,为优化铣削钛合金TC4刀具几何参数及切削用量的合理选择提供了参考依据。     

各向异性粘弹性本构方程的本征表示

用规范空间理论,将几种工程上常见各向异性体的粘弹性响应,在材料自身异性子空间中以本征本构方程的形式给出,这使得对各向异性粘弹性过程的数学描述得以简化,而且方程中所含系数的物理意义明确,易于实验测定,计算也十分简便．     

复合岩石损伤本构方程与实验

大量沉积岩样的电镜与岩相微观研究表明,岩石是由含不同形态的晶体和孔隙构成,由此建立岩石微结构损伤模型。进而导出了各自损伤演化过程、力学参数、有效应力、不等围压等因素的多层复合岩石三维非线性损伤本构方程及损伤演化方程。实验结果表明,二者吻合良好。     

面向光滑粒子流体动力学(SPH)流体的湍流细节模拟

研究基于光滑粒子流体动力学（smoothed particle hydrodynamics,SPH）方法的恢复涡流和湍流细节的方法,缓解因采用人工黏度而产生的数值耗散.根据由黏性力引起的动能损失率对离散点的涡度进行修正.通过流函数将涡度变化恢复到速度场,避免求解Biot-Savart积分这一耗时过程.该方法基于旋度计算,不仅可以增强现有的涡流,还可在潜在位置产生新的湍流,并且其易于集成到现有SPH方法中.实验证明,该方法可以逼真地模拟湍流细节,并实现不同强度水平的增强效果.      

弹塑性本构方程的一般关系式

本文导出了比较普遍适用的弹塑性流动法则及本构方程,可以考虑应力应变模式的非线性性及其在弹性阶段和塑性阶段的非连续性;推出了正交流动法则成立的条件,并导出了塑性应变增量偏离正交方向的角度表达式以及判断变形处于硬化、软化还是理想塑性状态的计算关系式。     

热力耦合问题的本构方程

在近代本构理论的框架下叙述热力耦合模型物质的谱系及其相应的本构方程。在现代本构理论的谱系中给常用的热传导方程的各类形式,如Gurtin热传导物质、Cattanco物质、Fourier热传导物质和Jeffreys物质予相应的地位并归入相应的谱系．叙述中涉及了变形梯度、高阶变形梯度、温度、温度梯度和温升率描写的应力、偶应力和热流矢量,提出了热梯度物质模型及其特例,给出了本构方程的简化式和与标架无差异性相协调的表示定理。     

Johnson-Cook本构方程的参数标定

在Johnson-Cook本构方程的理论基础上,从一维应力波实验原理、实验设备及实验数据处理等方面对动态冲击压缩SHPB实验进行系统研究.论述根据准静态实验MTS和冲击压缩实验SHPB的实验数据标定Johnson-Cook本构方程中A、B、n、C、l/ε.plim、m等参数的方法.作为参数标定的实例,给出一个铝锂合金Johnson-Cook本构方程的实验标定参数,说明John-Cook模型的参数标定方法的实用性.     

取向流体本构方程的研究

论述了取向流体理论问题，提出了将各向异性流体的本构方程建立在Oldroyd随体导数观点基础上，推导了取向流体的本构方程理论．     

Prandtl-Eyring本构方程的润滑解

Ｐｒａｎｄｔｌ－Ｅｙｒｉｎｇ模型描述的是一种具有线弹性、非线性粘性的流体。使用一种适用于非牛顿介质的修正雷诺方程可以获得这种流体的润滑解。这个修正雷诺方程涉及三个非线性函数及松弛时间。文中用解微分方程获得剪应力函数的解；用时域至频域的转换获得差分粘度的解；用坐标变换获得第一正应力差函数的解；以及用摄动法求解流体小块运动方程获得松弛时间。     

非光滑方程光滑Broyden方法的全局收敛性

考虑方程Ｆ（ｘ）＝０。其中Ｆ：Ｒ＾ｎ→Ｒ＾ｎ是局部Ｌｉｐｓｃｈｉｔｚ连续但不可微的,对上述方程提出了光滑Ｂｒｏｙｄｅｎ方法,即利用一光滑函数ｆ（ｘ,ε）逼近非光滑函数Ｆ（ｘ）,每一步用Ｂｒｏｙｄｅｎ公式计算修正矩阵,并进行适当的线性搜索,在产的条件下,给出了算法的全局收敛性。     

胆汁流变特性与分类及本构方程

本又系统地研究了肝胆汁和胆囊胆汁的流变特性。采集肝胆汁(T管肝胆汁)5l例223份,胆囊胆汁39例标本,包括急性、慢性、梗阻和非梗阻性的胆囊炎和胆石症胆汁。实验结果表明:肝胆汁粘度随胆道炎症减轻而减小,并趋于一定值;胆囊胆汁为非牛顿粘弹性流体,其流变特性与病理状态紧密相关。胆囊胆汁按其物理性状可分为三类。在实验基础上得到了几种胆汁的本构方程并提出了胆囊胆汁粘弹性模型—改良Maxwell模型。