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基于SPH方法的粘性泥石流运动过程模拟研究

中文摘要第5-6页
abstract第6-7页
1 引言第11-32页
    1.1 研究背景与意义第11-12页
    1.2 泥石流动力学模型研究现状第12-18页
        1.2.1 连续介质计算方法第12-16页
        1.2.2 离散介质计算方法第16-17页
        1.2.3 混合介质计算方法第17-18页
    1.3 连续介质动力学模型及其局限性第18-26页
        1.3.1 S-H模型第18-20页
        1.3.2 DAN模型第20-23页
        1.3.3 μ(I) 颗粒流本构模型第23-26页
    1.4 SPH方法在泥石流问题中的研究现状第26-29页
    1.5 本文研究内容及技术路线第29-32页
        1.5.1 研究内容第29-30页
        1.5.2 技术路线第30-32页
2 光滑粒子流体动力学方法(SPH)第32-57页
    2.1 核函数近似第32-34页
    2.2 粒子近似第34-35页
    2.3 SPH公式推导法则第35-36页
    2.4 平滑函数的选择第36-43页
        2.4.1 Bell-shaped平滑函数第37-38页
        2.4.2 Gaussian平滑函数第38-39页
        2.4.3 三次B-spline函数第39页
        2.4.4 四次Spline函数第39-40页
        2.4.5 五次Spline函数第40-41页
        2.4.6 改进的四次Spline函数第41-43页
    2.5 近邻粒子搜索第43-48页
        2.5.1 全配对搜索第43-44页
        2.5.2 链表搜索第44-45页
        2.5.3 树形搜索第45页
        2.5.4 PIB搜索第45-47页
        2.5.5 动态网格搜索第47-48页
    2.6 边界处理方法第48-52页
        2.6.1 虚粒子第49页
        2.6.2 惩罚力第49-51页
        2.6.3 边界积分第51-52页
    2.7 边界处理方法的改进第52-56页
    2.8 本章小结第56-57页
3 水槽溃坝问题的SPH法数值模拟第57-83页
    3.1 SPH形式的水槽溃坝问题控制方程第57-60页
    3.2 SPH形式控制方程的时间积分格式及CFL条件第60-61页
        3.2.1 预测-校正法第60页
        3.2.2 CFL条件第60-61页
    3.3 SPH方法的程序化第61-65页
        3.3.1 变量设置第62页
        3.3.2 计算流程第62-63页
        3.3.3 程序编制第63-65页
    3.4 二维水槽溃坝问题的SPH法数值模拟第65-75页
        3.4.1 下游无水时二维水槽溃坝流动的SPH法数值模拟第65-68页
        3.4.2 下游有水时二维水槽溃坝流动的SPH法数值模拟第68-71页
        3.4.3 下游障碍物时二维水槽溃坝流动的SPH法数值模拟第71-73页
        3.4.4 下游斜坡时二维水槽溃坝流动的SPH法数值模拟第73-75页
    3.5 三维溃坝问题的SPH法数值模拟第75-81页
        3.5.1 三维水槽溃坝问题的SPH法数值模拟第75-77页
        3.5.2 无粘性流体三维溃坝问题的SPH法数值模拟第77-79页
        3.5.3 粘性流体三维溃坝问题的SPH法数值模拟第79-81页
    3.6 本章小结第81-83页
4 粘性泥石流问题的SPH法数值模拟第83-99页
    4.1 SPH形式的泥石流运动控制方程第85-92页
        4.1.1 泥石流的流变特性第85-89页
        4.1.2 Cross流变模型第89-90页
        4.1.3 SPH形式的粘性泥石流运动控制方程第90-92页
    4.2 二维粘性泥石流堆积形态数值模拟第92-96页
    4.3 三维水槽内粘性泥石流运动过程数值模拟第96-98页
    4.4 本章小结第98-99页
5 文家沟“8.13”粘性泥石流SPH法数值模拟第99-115页
    5.1 文家沟地质环境背景第99-107页
    5.2 文家沟粘性泥石流运动过程的SPH法数值模拟第107-114页
    5.3 本章小结第114-115页
6 结论与展望第115-118页
    6.1 结论第115-116页
    6.2 主要创新点第116页
    6.3 展望第116-118页
致谢第118-120页
参考文献第120-130页
附录第130页

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