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    重庆时时彩后三走势图带连线: 一种基于SPH算法的流体热运动仿真系统.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410377151.9

    申请日:

    2014.08.01

    公开号:

    CN104143027A

    公开日:

    2014.11.12

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20140801|||公开
    IPC分类号: G06F17/50 主分类号: G06F17/50
    申请人: 北京理工大学
    发明人: 雷娟棉; 杨浩; 黄灿; 王锁柱
    地址: 100081 北京市海淀区中关村南大街5号北京理工大学
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410377151.9

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.03.29|||2014.12.10|||2014.11.12

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种基于SPH算法的流体热运动仿真系统,属于热力学模拟与可视化流动领域。该方法包括如下步骤:首先根据计算实例和计算要求对流体进行建模,然后基于SPH算法求解流体控制方程和修正方程,实现流体拉格朗日热运动的仿真模拟,最后应用可视化处理技术以图形及动画的方式直观的展示流体的热运动过程。与现有网格化CFD仿真系统相比,在模拟某些高度非线性问题(如射流问题、海洋运动问题、溃坝问题、动态边界问题)时,会得到更为合理的仿真结果;与现有无网格CFD仿真系统相比,提升了计算稳定性和计算精度,并且填补了流体热运动仿真和湍流仿真的空白。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种基于SPH算法的流体热运动仿真系统,其特征在于,包括前处理???、计算??楹秃蟠砟??;所述前处理??橛糜诟菔导誓D饽勘杲FD仿真模型,所述计算??橛糜谑褂肧PH算法对流体的流动控制方程和修正方程进行求解,得到各时间步的仿真数据,所述后处理??橛糜诙约扑隳?槭涑龅姆抡媸萁卸墒踊?,以直观展现流体热运动过程中流体的运动过程及各个参数的变化过程。

    2.  根据权利要求1所述的一种基于SPH算法的流体热运动仿真系统,其特征在于,前处理??榘琒PH算法设置和粒子模型建模两个子???;
    所述SPH算法设置??榫龆扑隳?槿绾问褂肧PH算法,包括以下内容:计算方式设置、SPH算法格式设置、修正方法设置和SPH算法参数设置;
    a)计算方式设置决定了该仿真系统的计算方式,包括中央处理器(CPU)并行和图形处理器(GPU)并行两种计算方式;其中CPU并行通过标准消息传递界面(MPI)技术实现,GPU并行通过通用并行计算架构(CUDA)实现;
    b)SPH算法格式设置包括时间积分格式、核函数格式和粘性解算格式三项内容;其中时间积分格式决定了模拟时间推进的方式,可选格式包括:蛙跳法、韦尔莱积分法、辛积分法;核函数为SPH算法的最基本函数,其决定了SPH算法如何离散流动控制方程,可选格式包括:三次样条核函数、五次样条核函数;粘性解算格式为动量守恒方程中流体粘性的计算方式,可选格式包括:层流粘性、人工粘性、亚粒子模型湍流粘性;
    c)由于SPH算法易于产生震荡误差,则需要在算法中引入一些修正方法,修正方法包括:密度重构技术,人工位移技术;其中密度重构技术用于修正密度计算的震荡误差,可选类型包括:薛帕德滤波、δ-SPH;人工位移技术用于修正粒子位置的计算误差;
    d)SPH算法参数包括:粒子间距离、时间步长、模拟时长、核函数的影响半径、修正方程参数、和人工声速;
    所述粒子模型建模??橛糜诙粤W幽P徒薪?,其包括以下四部分内容:粒子坐标、粒子属性、边界条件和初始条件;
    a)粒子坐标的生成通过输入相应外形参数实现,根据外形参数的几何特征及给定的粒子间距离,便可求得该几何形状内所有粒子的坐标;
    b)粒子属性设置即是将边界粒子属性设置为固体,其他粒子属性设置为流体的过程;
    c)边界条件确定了边界固体粒子对内部流体粒子的作用方式,包括两方面内容:固体壁面边界条件、温度边界条件;
    固体壁面边界条件即是计算域边界部分粒子的属性为固体粒子,边界粒子位置不变,并对靠近的流体粒子产生一定作用力,作用力施加方式包括边界力法和镜像粒子法两种方式;其中边界力法通过施加排斥力实现固体边界;镜像粒子法通过施加排斥动量实现固体边界;
    温度边界条件即是当存在具有一定温度特性的边界时,该部分边界粒子需要设置温度边界条件,以使其温度特性影响其附近流体粒子,温度边界条件包括恒温边界条件和绝热边界条件两种;恒温边界条件情况下,该部分固体粒子温度恒定,持续与周围粒子进行热交换;绝热边界条件情况下,该部分固体粒子与其他粒子不发生任何热交换;
    d)初始条件为计算域内粒子的初始物理参数,包括:速度、压力、温度、参考温度、密度、运动粘度、重力、瑞利数、普朗特数。

    关 键 词:
    一种 基于 SPH 算法 流体 热运动 仿真 系统
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