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考虑动态渗流的散粒体滑坡-涌浪过程两相SPH模拟 被引量：2
1
作者 彭铭 赵庆新 +4 位作者 李爽 褚卫江 朱艳 葛向铭 陈昉健 《地球科学》 北大核心 2025年第10期3795-3808,共14页
滑坡-涌浪是一种典型的多灾种耦合系统,具有跨介质灾种转化的复杂效应.基于黎曼光滑粒子流体动力学(Riemann-SPH),构建了考虑动态渗流的两相SPH滑坡-涌浪分析模型并验证了其准确性:动态渗流作用的引入使得散粒体滑坡-涌浪过程中的动量... 滑坡-涌浪是一种典型的多灾种耦合系统,具有跨介质灾种转化的复杂效应.基于黎曼光滑粒子流体动力学(Riemann-SPH),构建了考虑动态渗流的两相SPH滑坡-涌浪分析模型并验证了其准确性:动态渗流作用的引入使得散粒体滑坡-涌浪过程中的动量交换机制更加完整,最大波浪幅值a_(m)和最大波浪高度H_(m)的误差分别降低24.72%和41.95%以上.研究发现,滑动面倾角α与滑坡前缘倾角β对涌浪具有协同调控作用:随着α增大,a_(m)和H_(m)均呈现先增后减的单峰变化趋势;β的影响则呈现出分段特征:当α+β<90°时,a_(m)和H_(m)随角度和增大显著增长,超过该阈值后表现出非单调性变化,表明存在滑坡体积增加与有效作用面积缩减的竞争机制.此外,α的增大强化了渗流、紊流与摩擦等耗散效应,加剧涌浪能量衰减.相关成果可为滑坡-涌浪灾害防治提供科学支撑. 展开更多
关键词 滑坡-涌浪灾害链 黎曼光滑粒子流体动力学 动态渗流 滑动面倾角 滑坡前缘倾角 水土耦合 工程地质学.
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基于SPH的射孔弹炸高和射流倾斜角对侵彻效果的影响
2
作者 李明飞 贾建鹏 问晓勇 《含能材料》 北大核心 2025年第12期1428-1438,共11页
考虑深井小井眼对炸高的限制和穿透射孔液的影响,基于SPH方法,以外径139.70 mm、壁厚9.17 mm套管配合外径89.00 mm射孔枪的典型深井枪弹组合,用网格节点法建立射孔弹三维SPH模型,分析射孔弹炸高和射流倾斜角对侵彻效果的影响。研究表明... 考虑深井小井眼对炸高的限制和穿透射孔液的影响,基于SPH方法,以外径139.70 mm、壁厚9.17 mm套管配合外径89.00 mm射孔枪的典型深井枪弹组合,用网格节点法建立射孔弹三维SPH模型,分析射孔弹炸高和射流倾斜角对侵彻效果的影响。研究表明,网格节点转换为SPH粒子模型方法较网格中心法的粒子排布更均匀,边界处粒子分布更光滑。在深井典型油套管、枪弹组合工况下,炸高由12 mm增加18 mm,最大轴向速度减小了7.72%;炸高由18 mm增加到24 mm,最大轴向速度减小了5.27%。倾斜角60°时,金属射流触靶速度为6564 m·s^(-1),倾斜角45°时,触靶速度为6283 m·s^(-1);减小了4.28%。倾斜角为60°和45°时的金属射流最大能量和剩余能量差异较小,分别相差1.05%和2.5%。 展开更多
关键词 射孔弹 能量和速度分析 sph方法 炸高 倾斜角 侵彻效果
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基于SPH-DEM并行计算的滑坡涌浪模拟
3
作者 唐岳灏 姜清辉 《人民长江》 北大核心 2025年第5期136-142,共7页
为解决滑坡体与水体的强耦合及非线性水波演化形成的复杂流-固耦合问题,采用光滑粒子流方法(SPH)模拟水体动力学特性,通过离散元方法(DEM)模拟滑坡体大变形与不连续问题,构建了SPH-DEM流-固耦合算法,并开发了基于分布式MPI的并行计算程... 为解决滑坡体与水体的强耦合及非线性水波演化形成的复杂流-固耦合问题,采用光滑粒子流方法(SPH)模拟水体动力学特性,通过离散元方法(DEM)模拟滑坡体大变形与不连续问题,构建了SPH-DEM流-固耦合算法,并开发了基于分布式MPI的并行计算程序,实现了SPH-DEM耦合过程的大规模高性能计算。将该程序应用于湖北省江坪河水库白日垭崩塌体滑坡模拟,再现了滑坡发展、涌浪形成、河道传播、冲击大坝的灾害链过程。结果显示:涌浪在坝前最大壅高474.00 m,低于坝高476.00 m,此程序在进程数量128时取得了超过70%的并行加速效率。研究成果能有效分析滑坡涌浪灾害动力学过程,开发的并行程序可为其他国产同类软件提供借鉴。 展开更多
关键词 滑坡涌浪 流-固耦合 离散元(DEM) 光滑粒子流(sph) 白日垭崩塌体 江坪河水库
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基于SPH方法的液滴撞壁蒸发数值模拟研究
4
作者 马小晶 肖新朋 +2 位作者 廖海燕 樊梦瑶 席虎 《工程热物理学报》 北大核心 2025年第3期851-858,共8页
为避免液滴蒸发过程中密度变化引起的压力振荡,本文基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法和液相质量分数概念,结合粒子合并技术建立了一种液滴蒸发的数值模型。同时,为提高计算效率和稳定性,引入多分辨率和密度修正技术;并设置无反射边界降... 为避免液滴蒸发过程中密度变化引起的压力振荡,本文基于光滑粒子流体动力学(SPH)方法和液相质量分数概念,结合粒子合并技术建立了一种液滴蒸发的数值模型。同时,为提高计算效率和稳定性,引入多分辨率和密度修正技术;并设置无反射边界降低冲击波撞击壁面回弹对速度场的影响。首先,模拟研究了空间液滴蒸发问题,通过比较数值解与理论解,验证了本模型的可靠性;进而利用本文的数值模型研究了液滴撞壁蒸发问题。研究结果表明:当液滴和壁面的导热系数差异较大时,SPH方法中常用的导热系数修正方法已无法适用,采用平均导热系数可获得更贴近实验现象的结果;其次,通过与实验图对比分析,液滴撞击后的铺展流动形态对蒸发过程有较大影响。 展开更多
关键词 光滑粒子流体动力学 液滴蒸发 数值模型 导热系数 铺展流动
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基于改进SPH数值方法的强透水性砂层中流砂现象研究
5
作者 吴丽萍 陈弢锋 《科学技术创新》 2025年第9期21-24,共4页
在深基坑支护施工过程中,饱和动态含水砂层松散,黏聚力小,自稳能力很差,极易发生流砂引发土体空腔造成塌方,由于砂土颗粒组成的复杂性,其力学特性十分复杂,因此提出了一种基于平滑粒子流体力学(SPH)与卷积神经网络(CNN)相结合的数值模... 在深基坑支护施工过程中,饱和动态含水砂层松散,黏聚力小,自稳能力很差,极易发生流砂引发土体空腔造成塌方,由于砂土颗粒组成的复杂性,其力学特性十分复杂,因此提出了一种基于平滑粒子流体力学(SPH)与卷积神经网络(CNN)相结合的数值模拟方法,为研究流砂现象提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 砂层 神经网络 sph 桩 数值模拟
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基于SPH-FEM的落石冲击缓冲层-钢筋混凝土板动力响应研究 被引量：2
6
作者 孙晓虎 李浩 +5 位作者 梅雪峰 李登峰 师郡 崔鹏 邵怡铭 李泽洲 《建筑结构》 北大核心 2025年第9期69-75,62,共8页
崩塌落石防治工程中,通常采用钢筋混凝土框架与砂(碎石土)土缓冲层共同组成抗落石冲击防护结构。针对有限元模拟冲击荷载下缓冲层超大变形存在无法收敛的问题,建立平滑粒子流-有限元法(SPH-FEM)耦合的数值计算模型。首先利用ABAQUS对整... 崩塌落石防治工程中,通常采用钢筋混凝土框架与砂(碎石土)土缓冲层共同组成抗落石冲击防护结构。针对有限元模拟冲击荷载下缓冲层超大变形存在无法收敛的问题,建立平滑粒子流-有限元法(SPH-FEM)耦合的数值计算模型。首先利用ABAQUS对整个模型建立标准拉格朗日有限元网格,然后利用Python脚本将土缓冲层有限元网格转换为SPH,最后进行求解计算,并与室外大型落石冲击试验结果进行对比。结果表明,数值模拟与实测的落石冲击力与钢筋混凝土板位移误差均在10%以内,证明了SPH-FEM耦合算法的合理性;在小于12m/s的冲击速度下,缓冲层能够吸收85%以上的冲击能量;落石峰值冲击力与冲击速度近似成线性关系,峰值冲击力模拟值与Hertz理论值基本一致;采用SPH-FEM耦合的数值模拟对于再现落石冲击砂土颗粒过程中的流动性比有限元更加客观真实。 展开更多
关键词 落石 缓冲层 钢筋混凝土板 冲击荷载 模型试验 sph-FEM耦合算法
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基于CEL与SPH对比分析的深海采矿车履带转向特性研究
7
作者 蒋志豪 吕海宁 +3 位作者 杨建民 孙鹏飞 夏茂臻 毛竞航 《海洋工程》 北大核心 2025年第4期11-23,共13页
目前,大变形有限元方法被广泛应用于履带式深海采矿车直行过程中的履带-土体相互作用研究,而被应用于转向运动的相关研究并不充分。基于两种适用于大变形分析的数值方法——耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法与光滑粒子流体动力学(SPH)方法进... 目前,大变形有限元方法被广泛应用于履带式深海采矿车直行过程中的履带-土体相互作用研究,而被应用于转向运动的相关研究并不充分。基于两种适用于大变形分析的数值方法——耦合欧拉-拉格朗日(CEL)方法与光滑粒子流体动力学(SPH)方法进行对比分析,研究履带式深海采矿车在海底土转向运动中的动力学特性。首先基于海底土的物理力学特性建立弹塑性力学表征的土体数值模型,并进行了土力学直剪试验的数值模拟,验证了土体数值模型的准确性。接着采用CEL与SPH方法开展了不同履齿高度、履齿形状和履带长宽比对于履带板转向牵引性能的分析,并对比了两种大变形有限元方法的结果差异。进一步,通过开展不同转向速度、履带俯仰角度以及流体作用对转向牵引性能的影响研究,得到了转向运动中流场、履带以及海底稀软底质的“流-固-土”三相耦合力学响应特性,为研究深海采矿车转向时的土体牵引性能提供了参考,并为深海采矿车海底行进的高效安全设计积累经验。 展开更多
关键词 履带式深海采矿车 转向运动 CEL数值方法 sph数值方法 履带-土体相互作用
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含铀材料侵彻装甲板FEM/SPH耦合算法模拟研究
8
作者 陈佳辰 苏自强 +2 位作者 康晶 廉冰 王彦 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第6期910-914,共5页
含铀材料侵彻装甲板的过程是一个大变形冲击动力学问题。含铀材料侵彻装甲板后不仅会对水源和土壤造成污染,还会对人体造成持久的伤害。因此,需要关注含铀材料侵彻装甲板后气溶胶的释放和沉降问题。本文基于LS-DYNA软件,使用FEM/SPH耦... 含铀材料侵彻装甲板的过程是一个大变形冲击动力学问题。含铀材料侵彻装甲板后不仅会对水源和土壤造成污染,还会对人体造成持久的伤害。因此,需要关注含铀材料侵彻装甲板后气溶胶的释放和沉降问题。本文基于LS-DYNA软件,使用FEM/SPH耦合算法对含铀材料侵彻装甲板的过程进行数值模拟,讨论了含铀材料与装甲板相互作用机制以及变形失效行为;对FEM/SPH耦合算法和FEM方法的模拟结果进行比较,分析两种方法在高速碰撞问题中的优缺点。结果表明,与FEM方法相比,FEM/SPH耦合算法能形象地模拟出高速侵彻过程中材料的破坏、飞溅等现象,此外,获取了含铀材料侵彻装甲板过程中的气溶胶转化率。 展开更多
关键词 LS-DYNA FEM/sph耦合算法 FEM方法
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基于改进SPH方法的滑坡涌浪对大坝结构冲击响应规律 被引量：5
9
作者 黄帅 王中根 +1 位作者 李昱 冯宇翔 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第1期120-131,共12页
合理的模拟方法对滑坡涌浪灾害应急决策的制定至关重要,本文提出一种基于改进光滑粒子流体动力学方法(SPH)的流固耦合分析模型。该模型采用弹簧–阻尼的形式处理伸缩变形体的流固耦合计算,有效地解决了复杂流体现象与大变形体的耦合及... 合理的模拟方法对滑坡涌浪灾害应急决策的制定至关重要,本文提出一种基于改进光滑粒子流体动力学方法(SPH)的流固耦合分析模型。该模型采用弹簧–阻尼的形式处理伸缩变形体的流固耦合计算,有效地解决了复杂流体现象与大变形体的耦合及粒子相互穿透的问题,从而分析滑坡涌浪对大坝结构冲击响应规律。结果表明:当滑坡产生的涌浪波到达大坝结构时,坝体不仅受到孤立波的影响,还会受到破碎波前段波和破碎波段波的影响,破碎波前段波对大坝稳定性的影响尤其显著,其影响力为孤立波的10~12倍;随着滑坡与大坝距离的增加,在一定距离范围内滑坡涌浪对大坝结构稳定性的影响显著,同时涌浪冲击角度的增加会导致作用于大坝的波压下降,冲击角度在0~30°时波压最大,超过30°时其影响力开始减小;改进SPH方法的计算结果与试验结果一致性较好,能够很好地再现滑坡—崩塌破碎—涌浪—大坝结构大变形的整个灾害链过程,不仅能模拟大坝在冲击波下的大变形行为,也能模拟大坝动态响应的衰减行为。研究结果为大坝结构设计、施工及灾害应急防控提供了重要的参考价值。 展开更多
关键词 大坝 sph方法 弹簧–阻尼模型 滑坡涌浪 冲击响应
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基于SPH方法的土质滑坡运动距离预测
10
作者 涂聪 冯君 +2 位作者 涂正楠 王瑞兴 钟卫 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第2期89-98,共10页
依山而建的西南山区村寨常常面临小型土质滑坡的威胁。为研究小型土质滑坡的致灾范围以及不同地形因子对致灾范围的影响,文中以四川小金县某不稳定边坡为基础,建立了概化模型并根据光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,... 依山而建的西南山区村寨常常面临小型土质滑坡的威胁。为研究小型土质滑坡的致灾范围以及不同地形因子对致灾范围的影响,文中以四川小金县某不稳定边坡为基础,建立了概化模型并根据光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法模拟土质滑坡发生的全过程。此次研究通过控制变量法分别研究了摩擦系数f、坡宽D、基岩高度H、基岩坡脚β和土坡坡脚α等地形参数对滑坡致灾范围的影响,最后通过建立多元线性回归模型对土质滑坡的致灾范围进行预测。研究结果表明:致灾范围的最大水平距离L和覆盖面积S均与基岩坡角β、基岩高度H、土坡坡脚α呈正相关关系,与摩擦系数f呈负相关关系,但最大水平距离受坡宽D的影响较小,覆盖面积与坡宽D正相关。最后通过31个坡脚型滑坡实例验证了预测模型的准确性与可行性,研究成果对于西南山区村寨滑坡灾害评估具有参考价值。 展开更多
关键词 土质滑坡 致灾范围 地形因子 数值模拟 sph
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基于统一半解析边界的ISPH流固耦合模拟
11
作者 阮剑武 王莉华 周跃亭 《计算力学学报》 北大核心 2025年第4期564-571,共8页
采用基于统一半解析边界处理的不可压缩SPH方法对流固耦合问题进行数值模拟.为了解决传统ISPH方法在模拟剧烈流体冲击的问题容易发生的粒子穿透问题,通过自由面压力修正方法提高了SPH方法中自由面粒子与边界之间的排斥力,缓解了粒子穿... 采用基于统一半解析边界处理的不可压缩SPH方法对流固耦合问题进行数值模拟.为了解决传统ISPH方法在模拟剧烈流体冲击的问题容易发生的粒子穿透问题,通过自由面压力修正方法提高了SPH方法中自由面粒子与边界之间的排斥力,缓解了粒子穿透问题.结合防穿透算法,自由面的稳定性可得到进一步改善.三个刚体入水问题的数值模拟验证了本文改进的ISPH方法在流固耦合问题中具有较好的精度. 展开更多
关键词 不可压缩流 sph 流固耦合 边界条件 自由表面流
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基于RMC的角度离散群常数制作与SPH方法研究
12
作者 李耀东 余纲林 王侃 《核动力工程》 北大核心 2025年第S1期269-275,共7页
蒙特卡罗方法使用连续能量截面且具有灵活的几何处理能力。本文提出了一种散射角离散的蒙特卡罗群常数计算方法,并使用棒状燃料组件进行群常数计算与验证。本文首先基于堆用蒙卡程序(RMC)加工基于组件或栅元的角度离散多群常数库,然后... 蒙特卡罗方法使用连续能量截面且具有灵活的几何处理能力。本文提出了一种散射角离散的蒙特卡罗群常数计算方法,并使用棒状燃料组件进行群常数计算与验证。本文首先基于堆用蒙卡程序(RMC)加工基于组件或栅元的角度离散多群常数库,然后利用群常数库进行全堆输运计算。在多群常数库加工环节,基于中子历史跟踪中子碰撞行为,可以准确表达中子的各向异性散射,并且基于全堆真实条件加工群常数库,理论上在输运过程没有近似。在等效均匀化方面,采用改进的超级均匀化(SPH)方法。研究表明,与传统的勒让德散射矩阵比较,本文提出的方法避免了负截面的产生;与连续能量蒙卡结果比较,组件计算结果小于70pcm(1pcm=10-5)。采用全堆真实条件加工群常数更加准确,几何描述灵活,普适性好。 展开更多
关键词 蒙卡程序(RMC) 群常数 角度离散 超级均匀化(sph)
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基于FEM-SPH自适应算法孔阵列陶瓷装甲的抗弹性能
13
作者 贺志凡 陈天明 +6 位作者 卢承发 杨阳 梁博 王志鹏 陈爱军 曹剑武 秦庆华 《兵工学报》 北大核心 2025年第10期92-101,共10页
孔阵列陶瓷装甲作为一种新型防护装甲,通过孔洞设计有效突破了传统均质陶瓷装甲大范围脆性失效的局限性,且能在子弹与靶板相互作用时引入不对称力促使子弹偏转或断裂,可有效造成侵彻过程中的不稳定,从而降低其侵彻能力。采用有限元-光... 孔阵列陶瓷装甲作为一种新型防护装甲,通过孔洞设计有效突破了传统均质陶瓷装甲大范围脆性失效的局限性,且能在子弹与靶板相互作用时引入不对称力促使子弹偏转或断裂,可有效造成侵彻过程中的不稳定,从而降低其侵彻能力。采用有限元-光滑粒子流体动力学法自适应算法,建立7.62 mm穿甲燃烧弹侵彻孔阵列碳化硼陶瓷靶板的数值模型,分析了不同弹着点位置、倾角及子弹旋转对孔阵列陶瓷靶板抗弹性能的影响。结果表明,弹着点位置对弹靶相互作用、孔阵列陶瓷靶板的损伤模式和抗弹性能有重要影响;当弹着点位于孔洞边缘时,子弹受非对称作用力出现弹体偏转,从而靶板抗弹性能提升;子弹斜入射冲击下,装甲通过进一步诱导子弹失稳而提升了其抗弹性能,靶板损伤范围增加;孔阵列陶瓷装甲对旋转弹体的抗弹性能优于无旋转弹体。 展开更多
关键词 孔阵列装甲 B_(4)C陶瓷 侵彻 FEM-sph自适应算法 抗弹性能
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基于SPH-FEM耦合方法的压力铸造缩松缺陷预测
14
作者 王天成 葛涛涛 +3 位作者 贾金波 牛晓峰 侯华 赵宇宏 《特种铸造及有色合金》 北大核心 2025年第4期535-542,共8页
应用光滑粒子流体动力学法(SPH)计算压力铸造下某支架的流动场、温度场和凝固场,在自主研发的SPH程序中结合了Niyama判据进行铸件缩松缺陷预测,并与ProCAST软件模拟结果进行对比验证,在计算凝固场时结合自主编写的有限单元法(FEM)程序... 应用光滑粒子流体动力学法(SPH)计算压力铸造下某支架的流动场、温度场和凝固场,在自主研发的SPH程序中结合了Niyama判据进行铸件缩松缺陷预测,并与ProCAST软件模拟结果进行对比验证,在计算凝固场时结合自主编写的有限单元法(FEM)程序进行应力场计算。由于该支架在压力的作用下凝固,所以会对其温度产生影响,进而提高SPH程序计算缩松结果的准确性。研究发现,该铸件缩松大多分布在铸件的较厚中心部位以及一些在紧靠较薄模具的边缘,这些部位受力较小,可能导致金属液无法克服阻力而不能及时补缩。由此说明开发的基于SPH-FEM耦合的压力铸造过程数值模拟程序计算准确,运行可靠。 展开更多
关键词 压力铸造 光滑粒子流体动力学 有限元法 缩松缺陷 数值模拟
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SPH-DEM耦合模拟方法在啮合型双螺杆挤出机中的应用
15
作者 杨文明 谢林生 +2 位作者 王玉 马玉录 李果 《化工进展》 北大核心 2025年第7期3748-3756,共9页
为探究啮合型双螺杆挤出机内固液两相物料的流动方式、颗粒受力及两相混合过程,本文采用光滑粒子流体动力学(SPH)与离散单元法(DEM)耦合的方法进行了仿真模拟。由于其无网格特性,SPH方法能够有效克服有限元方法在针对啮合型双螺杆这一... 为探究啮合型双螺杆挤出机内固液两相物料的流动方式、颗粒受力及两相混合过程,本文采用光滑粒子流体动力学(SPH)与离散单元法(DEM)耦合的方法进行了仿真模拟。由于其无网格特性,SPH方法能够有效克服有限元方法在针对啮合型双螺杆这一特殊结构上划分网格困难的问题。基于所建立的流体单元模型、流体黏度模型和固体颗粒模型、颗粒接触模型等,对啮合型双螺杆的螺纹段和捏合块段内固液两相物料的流动混合过程进行了模拟,分析了固液两相物料分别在挤出机输送段和混合段的受力行为以及流动过程中的相互作用。模拟结果表明:流体包裹固体颗粒的混合物料在挤出机中的流动方式为随螺杆作周向转动的同时沿轴向方向缓慢推进,在加料12s后混合物料到达出口;混合物料在捏合块段的受力明显大于螺纹段,颗粒受到的法向力、切向力和流体力最大值均出现在第一个捏合盘区域;固液两相物料在捏合块段的填充程度和混合效果均高于螺纹段,混合后物料的Lacey混合指数高达0.9。 展开更多
关键词 sph-DEM耦合方法 啮合型双螺杆 固液混合 颗粒受力 多相流 计算机模拟
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基于SPH-DEM模拟的UHPC内部纤维朝向控制原理
16
作者 黄琤 田正宏 +1 位作者 马元山 沈雷 《土木工程学报》 北大核心 2025年第11期68-76,共9页
为更好地控制与评价UHPC内部的钢纤维朝向,提高UHPC的力学性能与流动性,文章通过对称的附壁式振捣器产生水平周期流场,迫使特定形状的纤维快速转向竖直。该方案通过无线传感器标定UHPC模型参数、验证模型准确性;通过SPH-DEM(光滑质点化... 为更好地控制与评价UHPC内部的钢纤维朝向,提高UHPC的力学性能与流动性,文章通过对称的附壁式振捣器产生水平周期流场,迫使特定形状的纤维快速转向竖直。该方案通过无线传感器标定UHPC模型参数、验证模型准确性;通过SPH-DEM(光滑质点化流体力学-离散元方法)模拟UHPC振捣过程,确定最佳振幅和振捣时间,预测纤维分布;基于三维映射-图像识别方法精确获取截面纤维面积评价振捣效果。模拟中,定制方案应用于2种典型纤维分布,将纤维的平均偏转角分别缩小至原来的29.42%、28.73%,并显著降低了各截面纤维截面积的标准方差。试验中,在更换纤维类型、UHPC配合比,试件尺寸后,定制方案仍表现出良好的纤维定向效果,并提高了77.04%的断裂后残余强度。为UHPC增韧、节约纤维用量提供了一种可行方案。 展开更多
关键词 定制化 sph-DEM 纤维朝向控制 附壁式振捣 无线传感器
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船舶操纵模拟器中基于SPH的流固耦合模拟 被引量：1
17
作者 王一丁 任鸿翔 +1 位作者 李海江 桑家军 《计算机仿真》 2025年第1期219-223,共5页
为提升船舶操纵模拟器中流固耦合场景的真实感,提出一种光滑粒子流体动力学模拟方法的改进方案。给出一种混合SPH框架,融合了DFSPH方法的速度散度求解器和基于位置动力学方法的密度约束求解器,有效增强粒子不可压缩性并节省计算时间。... 为提升船舶操纵模拟器中流固耦合场景的真实感,提出一种光滑粒子流体动力学模拟方法的改进方案。给出一种混合SPH框架,融合了DFSPH方法的速度散度求解器和基于位置动力学方法的密度约束求解器,有效增强粒子不可压缩性并节省计算时间。通过对刚体表面进行三维泊松盘采样将网格模型转化成粒子模型,拆分流体粒子的支持域,结合单层非均匀采样,得到了较为真实的流固耦合场景。上述方法可以有效提高船舶操纵模拟器中刚体与海浪交互的真实感。 展开更多
关键词 船舶操纵模拟器 海洋场景仿真 光滑粒子流体动力学 流固耦合
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暴雨山洪对村落建筑物冲击的SPH数值模拟
18
作者 李少杰 郭涛 +3 位作者 马鸿泽 刘思远 刘文连 张永春 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第6期83-95,共13页
中国西南地区地势起伏大、山体陡峭,降雨强度高且持续时间长,给山洪的发生提供了有利的地形和气候条件。为揭示高山洪流的运动规律及其对建筑物破坏特性,该文基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法,研究了... 中国西南地区地势起伏大、山体陡峭,降雨强度高且持续时间长,给山洪的发生提供了有利的地形和气候条件。为揭示高山洪流的运动规律及其对建筑物破坏特性,该文基于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法,研究了不同雨量、不同高度差及不同泥沙含量条件下洪流对村落的冲击效应,分析了洪流粒子的运动规律及建筑物受力的时程演化特性。研究结果表明,降雨总量显著影响洪流运动形态和冲击强度。随着降雨总量增加,洪流传播速度加快、影响范围扩大,冲击力显著增强。在特大暴雨条件下,洪流流出山谷的时间比大暴雨缩短18%,部分建筑物的受冲击力增加1倍。洪流释放高度差和泥沙含量对洪流冲击力和建筑破坏程度影响显著。洪流释放高度差和泥沙含量对洪流冲击力和建筑破坏程度具有显著影响。村庄布局显著改变洪流颗粒流动的方向和破坏模式。模拟结果表明:在下游区域,5号建筑物西侧的建筑受洪流冲击较小,而上游及中游区域的建筑受到显著冲击。洪流冲击导致流速下降,主要原因是动量转移和湍流作用。然而,后续的洪峰与颗粒间的相互作用可能引发二次运动,对迎水面建筑造成更大的冲击。 展开更多
关键词 sph方法 数值模拟 洪流 降雨量 冲击力
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基于SPH-DEM的水下散粒体滑坡涌浪机理研究 被引量：1
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作者 高景芝 陈丁 姚学昊 《河南科学》 2025年第3期356-365,共10页
精准预测滑坡体的运动和自由表面波浪的生成是水下滑坡研究的关键。本文结合光滑粒子流体动力学(SPH)与离散单元法(DEM)各自的优势,并考虑水体在散粒体滑坡中的渗透作用,建立了适用于分析水下散粒体滑坡涌浪问题的SPH-DEM耦合模型。通过... 精准预测滑坡体的运动和自由表面波浪的生成是水下滑坡研究的关键。本文结合光滑粒子流体动力学(SPH)与离散单元法(DEM)各自的优势,并考虑水体在散粒体滑坡中的渗透作用,建立了适用于分析水下散粒体滑坡涌浪问题的SPH-DEM耦合模型。通过U型管多孔介质渗透算例,进一步验证了模型所计算的渗透力的准确性,证明了SPH-DEM耦合模型在模拟土-水耦合问题上的可行性和有效性。对水下可变形滑坡问题进行模拟计算,阐述了水下散粒体滑坡的渗透机制,并系统研究了渗透系数对散粒体滑坡变形和波浪形态的影响,发现随着渗透系数的增加,散粒体滑坡变形程度与最大首浪浪高均呈对数变化。进一步考虑不同土体质量与渗透系数对散粒体滑坡形态以及涌浪高度的影响,得到散粒体滑坡变形的拟合公式。 展开更多
关键词 水下滑坡涌浪 土-水耦合 光滑粒子流体动力学 离散元 渗透系数
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基于改进SPH的水面溢油快速模拟方法
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作者 常维纯 古小龙 +2 位作者 于露 熊至宜 李春漫 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第28期11988-11996,共9页
水面溢油事故对水环境及生态系统造成严重威胁,快速准确地模拟溢油迁移扩散路径对溢油应急响应具有重要意义。提出一种基于背景流场与光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法耦合的泄漏油品迁移扩散路径快速预测... 水面溢油事故对水环境及生态系统造成严重威胁,快速准确地模拟溢油迁移扩散路径对溢油应急响应具有重要意义。提出一种基于背景流场与光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法耦合的泄漏油品迁移扩散路径快速预测方法,模拟不同流速条件下油膜的迁移扩散行为。实验通过设置多种流速条件对油膜的迁移扩散过程进行观察记录,并将实验数据与数值模拟结果进行对比分析。结果表明:随着油膜迁移距离的增加,所提方法能够较为准确地再现油膜的迁移路径、形态演变,模拟结果与实验数据误差较小;随着流速增加,油膜在迁移过程中由圆形逐渐转变为椭圆形并沿流动方向拉长,呈现出显著的方向性。所提出的溢油预测方法具有较高的适用性和可靠性,能快速地得到大尺度复杂水体环境下的溢油迁移路径,为迅速准确地制定油品拦截与污染控制方案提供参考。 展开更多
关键词 水面溢油 光滑粒子流体动力学(sph)方法 数值模拟 油膜扩散
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