| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 第1章 绪论 | 第12-27页 |
| 1.1 引言 | 第12页 |
| 1.2 传统计算方法及其动边界处理技术 | 第12-15页 |
| 1.3 无网格法及其在动边界问题中的应用 | 第15-19页 |
| 1.3.1 无网格法发展历史 | 第15-16页 |
| 1.3.2 无网格法与传统计算方法的比较 | 第16-17页 |
| 1.3.3 无网格方法在加工领域中的应用情况 | 第17-19页 |
| 1.4 光滑粒子流体动力学(SPH) | 第19-21页 |
| 1.5 改进的SPH方法 | 第21-24页 |
| 1.5.1 NSPH(Normlalized SPH) | 第21页 |
| 1.5.2 RKPM | 第21-22页 |
| 1.5.3 CSPM | 第22-23页 |
| 1.5.4 MLSPH | 第23-24页 |
| 1.5.5 ISPH | 第24页 |
| 1.6 本课题的来源、背景和主要内容 | 第24-27页 |
| 第2章 SPH方法的基本理论 | 第27-39页 |
| 2.1 SPH方法的基本方程 | 第27-36页 |
| 2.1.1 核函数近似 | 第27-28页 |
| 2.1.2 离散原理 | 第28页 |
| 2.1.3 核函数 | 第28-30页 |
| 2.1.4 Navier-Stokes 方程的 SPH 表达式 | 第30-33页 |
| 2.1.5 状态方程 | 第33-34页 |
| 2.1.6 时间积分 | 第34-35页 |
| 2.1.7 粒子位置的更新 | 第35页 |
| 2.1.8 粒子的相互作用 | 第35-36页 |
| 2.2 经典SPH存在的问题 | 第36-38页 |
| 2.2.1 粒子插值的不连续 | 第36-37页 |
| 2.2.2 张力不稳定 | 第37-38页 |
| 2.2.3 边界条件实施困难 | 第38页 |
| 2.4 本章小结 | 第38-39页 |
| 第3章 ISPH方法的原理与编程 | 第39-49页 |
| 3.1 ISPH方法的原理 | 第39-42页 |
| 3.1.1 ISPH-DI算法 | 第39-40页 |
| 3.1.2 ISPH-DF算法 | 第40页 |
| 3.1.3 ISPH-DIDF算法 | 第40-42页 |
| 3.2 方程的离散 | 第42-43页 |
| 3.2.1 Laplacian项的SPH离散格式 | 第42页 |
| 3.2.2 速度散度的SPH离散格式 | 第42-43页 |
| 3.3 线性方程组的求解 | 第43-46页 |
| 3.3.1 压力Poission方程 | 第43页 |
| 3.3.2 方程求解的直接法 | 第43-44页 |
| 3.3.3 方程求解的迭代法 | 第44-45页 |
| 3.3.4 预处理 | 第45-46页 |
| 3.4 程序流程 | 第46-48页 |
| 3.5 本章小结 | 第48-49页 |
| 第4章 边界的处理 | 第49-60页 |
| 4.1 固壁边界 | 第49-51页 |
| 4.1.1 排斥力边界 | 第49-50页 |
| 4.1.2 镜像粒子边界 | 第50页 |
| 4.1.3 静态粒子边界 | 第50-51页 |
| 4.2 周期边界 | 第51-52页 |
| 4.3 算例分析 | 第52-59页 |
| 4.3.1 平板驱动腔剪切流 | 第53页 |
| 4.3.2 平板驱动腔剪切流计算结果与分析 | 第53-57页 |
| 4.3.3 Poiseuille流 | 第57页 |
| 4.3.4 Poiseuille流计算结果与分析 | 第57-59页 |
| 4.4 本章小结 | 第59-60页 |
| 第5章 强制旋转动边界问题模拟 | 第60-76页 |
| 5.1 强制旋转动边界模型 | 第60-61页 |
| 5.2 边界条件及初始粒子分布 | 第61-62页 |
| 5.3 模型的ISPH计算与分析 | 第62-68页 |
| 5.3.1 粒子位置及速度计算结果 | 第62-66页 |
| 5.3.2 空间分辨率对结果的影响 | 第66-67页 |
| 5.3.3 核函数对结果的影响 | 第67页 |
| 5.3.4 压力场计算结果 | 第67-68页 |
| 5.3.5 计算效率分析 | 第68页 |
| 5.4 经典SPH计算与分析 | 第68-75页 |
| 5.4.1 MLS修正经典SPH的原理 | 第69-70页 |
| 5.4.2 粒子位置与速度矢量场 | 第70-73页 |
| 5.4.3 修正SPH的必要 | 第73-74页 |
| 5.4.4 计算效率分析 | 第74-75页 |
| 5.5 本章小结 | 第75-76页 |
| 第6章 非充满状态下强制旋转动边界问题模拟 | 第76-94页 |
| 6.1 非充满强制旋转动边界模型 | 第76-77页 |
| 6.2 强制旋转动边界实验装置 | 第77-79页 |
| 6.3 自由表面边界的实施 | 第79页 |
| 6.4 对粒子逸出的处理 | 第79-84页 |
| 6.5 计算结果与实验结果的比较 | 第84-90页 |
| 6.5.1 ω=0.5 rad/s的计算结果 | 第84-87页 |
| 6.5.2 ω=2.5 rad/s的计算结果 | 第87-90页 |
| 6.6 离心力的影响 | 第90-92页 |
| 6.7 本章小结 | 第92-94页 |
| 第7章 非牛顿流模拟 | 第94-106页 |
| 7.1 SPH方法的非牛顿流应用概况 | 第94页 |
| 7.2 二维模型的计算 | 第94-100页 |
| 7.2.1 幂率模型 | 第94页 |
| 7.2.2 平板拖动腔剪切流 | 第94-98页 |
| 7.2.3 计算非牛顿流边界的处理 | 第98-99页 |
| 7.2.4 Poiseuille流 | 第99-100页 |
| 7.3 单螺杆挤出三维模型的计算 | 第100-104页 |
| 7.3.1 单螺杆挤出三维流道展开模型 | 第101页 |
| 7.3.2 进出口边界 | 第101-102页 |
| 7.3.3 计算结果与分析 | 第102-104页 |
| 7.4 本章小结 | 第104-106页 |
| 第8章 总结与展望 | 第106-110页 |
| 8.1 总结 | 第106-108页 |
| 8.2 主要创新点 | 第108-109页 |
| 8.3 展望 | 第109-110页 |
| 致谢 | 第110-111页 |
| 参考文献 | 第111-122页 |
| 攻读学位期间的研究成果 | 第122页 |