結(jié)構(gòu)物運(yùn)動(dòng)與變形下的流場(chǎng)模擬與網(wǎng)格技術(shù)研究.pdf

1、流場(chǎng)模擬是利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)研究流體運(yùn)動(dòng)性態(tài)的關(guān)鍵問題之一。流固耦合力學(xué)是流體力學(xué)與固體力學(xué)交叉形成的一門力學(xué)分支,是研究流體與固體兩種介質(zhì)間相互作用的重要手段。本文旨在提出非結(jié)構(gòu)化動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),系統(tǒng)研究結(jié)構(gòu)物在運(yùn)動(dòng)與變形條件下的流場(chǎng)數(shù)值模擬。在非結(jié)構(gòu)化動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)中,提出了改進(jìn)彈簧近似法。對(duì)網(wǎng)格形狀與尺度進(jìn)行修正,以克服在較大變形情況下彈簧近似法易發(fā)生網(wǎng)格錯(cuò)位和扭曲的缺點(diǎn)。以二維和三維的動(dòng)網(wǎng)格問題為例,驗(yàn)證了本文動(dòng)網(wǎng)格技術(shù),結(jié)果表明:改進(jìn)

2、彈簧近似法可保證結(jié)構(gòu)物在較大運(yùn)動(dòng)或變形條件下,邊界周圍不產(chǎn)生失效網(wǎng)格且網(wǎng)格保持較好的質(zhì)量。在流體模擬中,構(gòu)建了穩(wěn)定化有限元大渦模擬方法。將經(jīng)典Smagorinsky亞格子大渦模擬模型與流線迎風(fēng)Petrov-Galerkin(SUPG)穩(wěn)定化方法相結(jié)合,得到求解不可壓縮粘性湍流的有限元列式?？臻g離散采用速度和壓力同階差值的有限元離散方法,時(shí)間離散采用高精度的顯式三步有限元方法,壓力求解采用求解不可壓縮條件推導(dǎo)的Poisson方程。計(jì)算顯示