浸沒邊界法在充氣過程中的分析與應(yīng)用.pdf

1、氣囊的充氣過程是氣囊兩側(cè)流體與氣囊之間交互作用的過程,是典型的流固耦合問題。氣囊充氣過程的數(shù)值分析對掌握其工作性能及狀態(tài),確定其適用范圍均有較高的參考和指導意義。
　　 浸沒邊界法是一類在直角坐標系中處理運動曲線邊界的新興計算方法,十分適合模擬多運動或變形物體的復雜相互作用,而且程序簡單,易于實現(xiàn),被廣泛應(yīng)用于多種流固耦合和生物流體力學問題。本文首先在詳細介紹基于標準投影法的浸沒邊界法的基礎(chǔ)上,分析(驗證)了浸沒邊界法在大變形流

2、固耦合問題,多介質(zhì)流問題中的模擬能力,對方腔內(nèi)圓狀薄膜的變形運動,剪切流中液滴的變形以及浮力作用下水下氣泡的上浮運動進行了模擬和分析,并與已有文獻所得到的計算數(shù)據(jù)與前人的數(shù)值結(jié)果以及實驗結(jié)果相符合,驗證了自主程序能夠正確模擬大變形流固耦合和大密度比多介質(zhì)流問題。
　　 同時,建立了與周圍流場相互作用的氣囊的二維簡化充氣模型,首次應(yīng)用浸沒邊界法對其進行探索性模擬,獲得了氣囊充氣過程中氣囊形狀,體積,氣囊上拉應(yīng)力的時間變化及氣囊上部