| 论文创新点 | 第5-9页 |
| 摘要 | 第9-11页 |
| Abstract | 第11-13页 |
| 1 引言 | 第14-23页 |
| 1.1 研究背景 | 第14-16页 |
| 1.1.1 计算流固耦合的研究现状 | 第14-15页 |
| 1.1.2 高性能并行计算研究现状 | 第15-16页 |
| 1.2 IB-LB耦合方法 | 第16-17页 |
| 1.3 基于图形显卡的并行计算 | 第17-18页 |
| 1.4 问题的提出 | 第18-21页 |
| 1.5 本文的主要工作和章节安排 | 第21-23页 |
| 2 浸没边界-格子Boltzmann方法的基本理论 | 第23-31页 |
| 2.1 控制方程及无量纲参数 | 第23-25页 |
| 2.1.1 流体控制方程 | 第23-24页 |
| 2.1.2 结构体控制方程 | 第24-25页 |
| 2.2 LB方法基本模型 | 第25-27页 |
| 2.3 IB方程的显式离散 | 第27页 |
| 2.4 基于LB方法的大涡模拟湍流模型 | 第27-29页 |
| 2.5 本章小结 | 第29-31页 |
| 3 隐式离散提高浸没边界-格子Boltzmann法稳定性 | 第31-39页 |
| 3.1 引言 | 第31-32页 |
| 3.2 一种IB-LB方法的隐式离散方法 | 第32-33页 |
| 3.3 隐式IB-LB方法的耦合步骤 | 第33-34页 |
| 3.4 隐式IB-LB方法的验证 | 第34-38页 |
| 3.4.1 横向振动的圆柱绕流 | 第34-35页 |
| 3.4.2 均匀流中的弹性细丝 | 第35-38页 |
| 3.5 本章小结 | 第38-39页 |
| 4 迭代源项提高浸没边界-格子Boltzmann边界模拟精度 | 第39-52页 |
| 4.1 问题的提出和研究目的 | 第39-40页 |
| 4.2 基本思想和方法 | 第40-43页 |
| 4.2.1 双分布函数传热LB模型 | 第40-42页 |
| 4.2.2 基于迭代修正热源的IB方法 | 第42-43页 |
| 4.3 典型算例验证 | 第43-51页 |
| 4.3.1 两块平行平板间的热传导 | 第43-47页 |
| 4.3.2 同心圆环间的自然对流 | 第47-48页 |
| 4.3.3 无限长管道内的颗粒沉降 | 第48-51页 |
| 4.4 本章小结 | 第51-52页 |
| 5 GPU并行提高浸没边界-格子Boltzmann计算效率 | 第52-70页 |
| 5.1 引言 | 第52页 |
| 5.2 GPU存储器模型简介 | 第52-54页 |
| 5.3 LB方法的GPU并行设计 | 第54-55页 |
| 5.4 IB方法的GPU并行设计 | 第55-57页 |
| 5.4.1 IB扩散函数的并行设计 | 第56页 |
| 5.4.2 IB插值和边界力计算函数的并行设计 | 第56-57页 |
| 5.5 并行算法加速效率验证 | 第57-61页 |
| 5.5.1 LB方法的GPU并行效率 | 第59页 |
| 5.5.2 IB扩散函数的GPU并行效率 | 第59-60页 |
| 5.5.3 插值和边界力计算函数的GPU并行效率 | 第60-61页 |
| 5.6 三维气球的膨胀和破裂过程 | 第61-63页 |
| 5.7 鱼类的摆动推进模拟 | 第63-69页 |
| 5.7.1 引言 | 第63-64页 |
| 5.7.2 模拟条件的设置 | 第64-66页 |
| 5.7.3 模拟结果和讨论 | 第66-69页 |
| 5.8 本章小结 | 第69-70页 |
| 6 一维-三维耦合的IB-LB河库瞬变流模拟方法与应用 | 第70-86页 |
| 6.1 引言 | 第70-71页 |
| 6.2 一维-三维耦合的IB-LB河库瞬变流模拟方法 | 第71-75页 |
| 6.2.1 三维自由液面LB模型 | 第71-73页 |
| 6.2.2 地形边界条件的实现 | 第73-74页 |
| 6.2.3 一维-三维耦合方法 | 第74-75页 |
| 6.3 典型算例验证 | 第75-79页 |
| 6.3.1 潮汐波浪运动 | 第75-76页 |
| 6.3.2 局部溃坝波 | 第76-78页 |
| 6.3.3 明渠瞬变流 | 第78-79页 |
| 6.4 某河床式水利枢纽上水库涌浪特性模拟 | 第79-85页 |
| 6.4.1 瞬变流计算条件 | 第79-81页 |
| 6.4.2 大江机组甩负荷涌浪模拟结果 | 第81-85页 |
| 6.5 本章小结 | 第85-86页 |
| 7 发展IB-LB动边界处理技术模拟贯流式水轮机甩负荷过程 | 第86-97页 |
| 7.1 引言 | 第86-87页 |
| 7.2 关键技术点介绍 | 第87-92页 |
| 7.2.1 蜗壳、尾水管边界条件的实现 | 第87-90页 |
| 7.2.2 导叶、转轮旋转的实现 | 第90-92页 |
| 7.3 甩负荷模拟条件 | 第92-93页 |
| 7.4 计算结果 | 第93-96页 |
| 7.5 本章小结 | 第96-97页 |
| 8 结论与展望 | 第97-100页 |
| 8.1 全文总结 | 第97-98页 |
| 8.2 未来研究展望 | 第98-100页 |
| 参考文献 | 第100-108页 |
| 攻读博士期间发表论文情况 | 第108-110页 |
| 致谢 | 第110-111页 |
