SPH方法研究及在多相流中应用

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1、中＠辞苓在尤大彥ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ硕士学位论文．一＿—作者姓名＾讨纽学学科专业刚教梭徐胜利，＿导师姓名＿二〇一八年五月完成时间：Ｉ＇？Ｓ料磅在水大适硕士学位论文馨ＳＰＨ方法研究及在多相流中的应用作者姓名：徐丞君学科专业：计算数学导师姓名：张梦萍教授徐胜利教授二〇一完成时间：八年五月ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ’Ａｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ

2、ｆｏｒｍａｓｔｅｒｓｄｅｇｒｅｅ戀ＴｈｅＳｔｕｄｆＳＰＨＭｅｔｈｏｄ＆Ｔｈｅｙｏ－ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＩｎＭｕｌｔｉｐｈａｓｅＦｌｏｗｓＡｕｔｈｏｒ：ＣｈｅｎｇｊｕｎＸｕＳｅｃｉａｌｉｔ：ＣｏｍｕｔａｔｉｏｎａｌＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓｐｙｐＳｕｅｒｖｉｓｏｒｓ：Ｐｒｏｆ．ＭｅｎｉｎＺｈａｎＰｒｏｆ．ＳｈｅｎｌｉＸｕｐｇｐｇｇ，ｇＦｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ｍａｙ，２０１８中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果，。

3、除己特别加以标注和致谢的地方外论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研宄成果一。与我同工作的同志对本研宄所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存一、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和

4、纸质论文的内容相＇致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。ｓ／公开□保密（年）作者签名：导师签名：亨签字日期：“签字日期：摘要摘要一ＳＰＨ（Ｓｍｏｏｔｈｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ，光滑粒子动力学）方法是种无网格一粒子类方法。在ＳＰＨ方法中，将流体视为系列粒子，这些粒子携带着物理量信息，如质量、密度、能量等；用光滑函数加权求和近似粒子物理量的值或者物理量的空间导数值。ＳＰＨ方法在计算大变形、流体界面破碎等方面具有网格类方法无可比拟的优势，也很容易处理动边界等问题。本文在传统ＳＰＨ

5、方法基础上，通过修改光滑函数，Ａｄａｍｓ压力梯度的近似、－引入Ｃｕｔｏｆ空化模型，改进了数值方法。分别对不同的问题进行了数值研宄，本文主要工作如下：（１）通过改进光滑函数，提高了方法的精度，并数值上进行了验证。（２）通过改进动量方程中的压强梯度项的粒子近似，同时在界面处施加排斥力保证了在多相流的模拟中ＳＰＨ方法能够捕捉界面和消除界面附近物理量震荡。－通过ＲａｙｌｅｉｇｈＴａｙｌｏｒ界面不稳定性、非Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ锁定交换、溃现和气泡上升算例验证了本文方法的准确性和健壮性）。比较不同时刻界面（粒子分布、压力云图和指定点压力时间分

6、布、界面锋面距离等物理量，数值实验表明本文计算结果与实验值或其他文献结果符合较好。３－题的物理特性，调整动边界条件，采用Ｃｕｔｏｆ空化模型，ＳＰＨ方（）考虑问法较好地模拟了物体高速入水问题，可以明显地观察到物体周围的空化现象。Ｓｆｌ－；；Ｃｕｔｏｆ；高速关键词：；精度多相流ＩＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＳＰＨＳｍｏｏｔｈｅｄａｒｔｉｃｉｉｌｌ．ｌｅｈｄｒｏｄｎａｍｃｓｓａｍｅｓｈｅｓｓａｒｔｉｃｅｍｅｔｈｏｄＩｎｔｈｅＳＰＨ（ｐｙｙ）ｐｍｅｔｈｏｄｆｌｕｉｄｉｓｒｅａｒｄｅｄａｓａｓｅｒｉｅｓｏ

7、ｆａｒｔｉｃｌｅｓｔｈａｔｃａｒｒｈｓｉｃａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｕｃｈａｓ，ｇｐｙｐｙｓｓｄｅｎｓｉｉｔａｎｄｅｎｅｒ．Ａｗｅｉｈｔｅｄｓｕｍｏｆｓｍｏｏｔｈｆｕｎｃｔｉｏｎｓａｒｏｘｍａｔｅｓｔｈｅｖａｌｕｅｍａ，ｙｇｙｇｐｐｏｆｈｓｉｃａｌｕａｎｔｉｔｉｅｓｏｆａｒｔｉｃｌｅｓｏｒｔｈｅｓａｔｉａｌｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｏｆｈｓｉｃａｌｕａｎｔｉｔｉｅｓ．ＳＰＨｐｙｑｐｐｐｙｑｍｅｔｈｏｄｈａｓｕｎｐａｒａｌｌｅｌｅｄａｄｖａｎｔａｇｅｓｉｎｃｏｍｐｕｔｉｎｇｌａｒｅ

8、ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ