基于无网格方法的浮体运动研究开题报告

 2020-02-10 10:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1无网格粒子法国内外发展的意义

在工程应用与科学研究中,cfd已经逐渐成为解决复杂问题的一种重要方法。cfd(computational fluid dynamics)是利用数值分析和数据结构来分析和解决涉及流体流动问题的一种科学研究方法,它可以实现在计算机上模拟一些成本较高或较难实现的实验,这种数值实验相对于物理实验不仅具有更大的自由度,也有更显著的经济效益。因此,cfd被广泛应用于空气动力学与航空航天分析、天气模拟、自然科学与环境工程、工业系统设计与分析、生物工程与流体流动、发动机与燃烧分析等众多研究与工程问题。

一些经典的cfd模拟方法有有限差分法(finite differential method,fdm)、有限体积法(finite volume method,fvm)和有限元法(finite element method,fem)等数值方法,这些数值方法最初都是基于数据网格的划分,因此在计算时对网格划分的质量有较高要求(网格畸变对有限元方法计算的精度和稳定性有较复杂的影响),计算的精度与网格大小和形状密切相关,在显式流体流动分析中,网格的不断更新也大大增加了计算成本。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1论文主要内容:

本课题运用无网格粒子法程序研究浮体运动,从sph 方法的理论基础切入,结合基于 sph 法的开源代码 dualsphysics的应用,用二维无网格粒子法和三维无网格粒子法进行数值模拟,并进行计算和结果分析。

2.1.1研究背景

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3. 研究计划与安排

第1 - 2周:完成开题报告,明确毕业设计内容。

第3 - 4周:熟悉无网格程序的运用。

第5- 6周:建立生成二维无网格粒子法的输入文件。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]张驰.sph和mps方法在自由面粘性流场模拟中的应用[d].上海交通大学 2012
[2] 徐丞君,徐胜利,刘庆源.修正压力梯度粒子近似sph方法计算大密度比界面流动[j].应用数学和力学,2019,40(01),20-35.
[3] 张雨新,万德成,日野孝则.mps 方法数值模拟液舱晃荡问问题[j].海洋工程,2014,32(04),24-32.

[4]徐丞君.sph方法研究及在多相流中的应用[d].中国科学技术大学,2018
[5] 张驰,张雨新,万德成.sph方法和mps方法模拟溃坝问题的比较分析[j].水动力学研究与进展(a辑) ,2011,26 (6) :736-746.

[6]贝新源,岳宗五.三维sph程序及其在斜高速碰撞问题的应用[j].计算物理,1977,14(2):155-166

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