国家自然科学基金(50976087)
- 作品数：9 被引量：9H指数：2
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- 非牛顿流体二维溃坝问题的数值模拟被引量：2
- 2012年
- 移动粒子半隐式法(Moving Particle Semi-implicit,MPS)是一种广泛应用于不可压缩自由表面流动的粒子方法。本文通过把非牛顿流体转化为变黏度牛顿流体的处理方法将MPS方法拓展至非牛顿自由表面流动,以Casson流体和Cross流体为例计算了非牛顿流体的二维溃坝问题。将计算结果与前人数据进行了对比,结果吻合较好。同时对比了非牛顿流体与牛顿流体的计算结果,发现非牛顿流体的溃坝前端发展速度较慢。
- 向浩陈斌
- 关键词：溃坝
- 非牛顿流体二维溃坝问题的MPS改进方法数值模拟
- 移动粒子半隐式法(moving paiticle semi-implicit,MPS)和光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法是近年来广泛应用于自由表面流动的粒子...
- 向浩陈斌
- 关键词：MPS自由表面流动SPH非牛顿流体溃坝
- 文献传递
- 黏弹性流体泡状流混合层流动的PIV实验研究被引量：1
- 2010年
- 本文对注入气泡的黏弹性流体气液两相泡状流混合层流动进行实验研究,含气率为0.5%。与纯水气液两相流相似,气泡的注入也会削弱黏弹性流体中的涡结构,影响大涡的卷起。雷诺应力与涡量的分布规律类似,其峰值集中在混合层中心区域。注入气泡使混合层中心区域内的雷诺应力增大,峰值区域范围减小,添加聚合物的混合层中的雷诺应力峰值增大得更多。对涡量而言,注入气泡使峰值产生非常明显的减小,黏弹性流体的涡量所受的影响比纯水的要小。
- 宁涛郭富德陈斌
- 关键词：黏弹性流体泡状流混合层PIV
- 移动粒子半隐式算法的并行化被引量：2
- 2013年
- 移动粒子半隐式算法(MPS)是一种有效的处理自由表面流动的粒子法,计算量大是该方法的主要缺点,并行化是解决此问题的有效途径,对于MPS方法,压力泊松方程的求解是并行算法的重点和难点,因为这是MPS算法中最耗时的部分,且串行算法中采用的不完全乔莱斯基共轭梯度(ICCG)算法难以并行,本文引入了一种高效且易于并行的对称兰乔斯算法(SLA)求解压力泊松方程,在多核服务器节点上采用共享内存的OpenMP模型、在多个节点之间采用消息传递的MPI模型完成了MPS算法的并行,溃坝问题的并行结果表明,在100核的服务器上,本文算法获得了37.5倍的加速比.
- 段广涛陈斌
- 关键词：OPENMPMPI
- 耦合亚粒子应力的移动粒子半隐式算法
- 移动粒子半隐式方法(MPS)是一种用于模拟不可压缩的自由表面流动的粒子方法。工程实际中的自由表面流动往往是湍流,因此发展MPS算法的湍流模型具有重要的理论和现实意义。本文借鉴网格类方法的亚格子应力模型(SGS)发展了适用...
- 段广涛陈斌
- 关键词：湍流动态模型
- 文献传递
- 非牛顿流体二维溃坝问题的MPS改进方法数值模拟
- 移动粒子半隐式法(moving particle semi-implicit,MPS)和光滑粒子流体动力学(smoothedparticle hydrodynamics,SPH)方法是近年来广泛应用于自由表面流动的粒子方...
- 向浩陈斌
- 关键词：MPS自由表面流动SPH非牛顿流体溃坝
- 文献传递
- 基于大涡模拟的移动粒子半隐式算法
- 2012年
- 移动粒子半隐式方法(MPS)是一种粒子方法,多用于模拟带有自由表面的不可压缩流动。工程实际中的自由表面流动往往是复杂的湍流流动,本文借鉴网格类方法的亚格子应力模型发展了基于Smagorinsky模型的亚粒子应力模型,并将其耦合到MPS方法中,实现了基于大涡模拟的MPS方法并用于研究自由表面湍流问题。为了提高计算的准确性和稳定性,SPS模型中出现的一阶导数项采用最小二乘法拟合得到,SPS项采用显式算法进行计算。使用这一算法模拟了溃坝问题,结果表明,采用亚粒子应力模型的模拟结果与实验的吻合程度明显提高。
- 段广涛陈斌
- 关键词：大涡模拟
- 微通道内红细胞流动与变形的可视化研究
- 2010年
- 微循环条件下,红细胞的尺寸与血管相近,血液不能视为均质流体,其流动表现出较强的颗粒性,红细胞流变特性对血液流动有较大影响。本文使用高倍显微镜对微流控芯片矩形截面微通道内红细胞的流动和变形特性进行可视化观察研究,并使用高速CCD相机拍摄和捕捉了红细胞在微通道内的流动和变形过程。通过观察不同浓度、粘度和速度下红细胞的聚集性、变形性以及常见的运动形态,发现红细胞在低粘度、低速流动条件下表现为两面凹圆盘形,沿流动方向运动过程总是伴随着翻转与旋转;在高粘度、高速运动条件下,红细胞表现为扁平椭圆形、呈坦克履带式(TTM)前进。
- 郭放向浩陈斌
- 关键词：红细胞微通道微流控芯片可视化
- 湍流混合层流动的离散涡数值模拟被引量：2
- 2010年
- 利用离散涡方法模拟湍流混合层流动,采用随机走步法考虑黏性并引入涡片表示固体边界的作用.平均速度与湍流参数的数值模拟结果与实验值吻合较好,验证了所提模型的有效性.结果显示沿流向:平均速度梯度降低;雷诺剪应力峰值呈增大趋势,但由于涡元的配对使得峰值出现了波动而没有单调增大;涡量峰值单调减小.在此基础上进一步研究了同一速比下雷诺数对湍流参数分布的影响规律,发现沿流向雷诺应力的峰值均以相似的斜率逐渐增大;平均涡量峰值递减,衰减速度随着雷诺数的增加而加快;同一截面上涡量峰值与雷诺数几乎成线性关系递增.
- 马明宪陈斌
- 关键词：离散涡方法混合层
- 模拟Casson流体的非结构化网格SIMPLE算法
- 2010年
- 为模拟复杂形状血管内的血液流动,本文考虑血液的非牛顿流变特性开发了适用于Casson流体的非结构化同位网格SIMPLE算法。离散动量方程时,对流项和源项的处理方法和牛顿流体类似。对于扩散项,为了避免黏度是剪切率的复杂函数所导致的复杂性,将黏度取为上一迭代步的流场获得的Casson流体黏度。经过以上处理对Casson流体动量方程的离散就可以参考变黏度牛顿流体的动量方程离散方法来进行,再利用基于非结构化同位网格的SIMPLE算法进行求解。该方法对其它切应力等于速度变形率与黏性函数乘积的非牛顿模型同样适用。利用本文算法模拟了T型分叉管中的血液流动,与文献中的实验结果对比发现,Casson流体得到的结果优于牛顿流体,说明采用Casson模型模拟血液流动是成功和必要的。
- 周高领陈斌
- 关键词：非结构化网格有限体积法SIMPLE算法
