光滑粒子流體動力學新方法及應用

序
前言
第1章 緒論
1．1 網(wǎng)格法的局限
1．2 無網(wǎng)格法的興起
1．3 SPH方法的發(fā)展現(xiàn)狀
1．4 SPH方法的局限和發(fā)展趨勢
1．5 本書內容安排
參考文獻
第2章 SPH方法基礎理論
2．1 SPH的基本思想
2．2 積分插值理論
2．2．1 核函數(shù)插值
2．2．2 粒子近似
2．2．3 流體動力學的SPH公式
2．3 光滑核函數(shù)
2．4 鄰近粒子搜索
2．5 SPH顯式時間積分求解
2．6 多相黏性流SPH離散方法
2．6．1 黏性項公式
2．6．2 多相流SPH方程及狀態(tài)方程
2．6．3 人工應力方法
2．6．4 多相黏性流SPH方程
2．7 自適應光滑粒子流體動力學
2．8 小結
參考文獻
第3章 完全變光滑長度SPH方法
3．1 引言
3．2 完全變光滑長度SPH方程的建立及求解
3．2．1 密度方程
3．2．2 動量方程
3．2．3 能量方程
3．2．4 變光滑長度方程及方程組的求解
3．3 算例驗證
3．3．1 Blast-Wave算例
3．3．2 Sjogreen算例
3．3．3 Shu-Osher算例
3．3．4 二維Sedov算例
3．4 小結
參考文獻
第4章 無網(wǎng)格局部間斷伽遼金方法
4．1 引言
4．2 一維守恒律問題的無網(wǎng)格局部間斷伽遼金法
4．2．1 重疊間斷伽遼金空間離散
4．2．2 時間積分格式
4．2．3 模擬流程
4．2．4 數(shù)值驗證
4．3 求解激波問題的間斷伽遼金型SPH方法
4．3．1 間斷伽遼金的SPH離散方法的基本定義
4．3．2 動量方程的離散
4．3．3 能量方程的離散
4．3．4 Godunov-SPH-FCT格式
4．3．5 數(shù)值驗證
4．4 小結
參考文獻
第5章 SPH拉伸不穩(wěn)定問題
5．1 引言
5．2 拉伸不穩(wěn)定現(xiàn)象
5．2．1 速度小擾動穩(wěn)定性測試法
5．2．2 一維SPH方程
5．2．3 速度小擾動穩(wěn)定性測試
5．2．4 速度小擾動設置的討論
5．3 SPH拉伸不穩(wěn)定性分析
5．3．1 von Neumann穩(wěn)定性分析方法
5．3．2 Swegle等的穩(wěn)定性分析結論
5．3．3 蛙跳時間積分下的穩(wěn)定性條件
5．3．4 兩種動量方程離散形式下的穩(wěn)定性
5．3．5 擾動波長對穩(wěn)定性的影響
5．4 SPH拉伸不穩(wěn)定性的幾種解決辦法
5．4．1 應力點法
5．4．2 拉格朗日核函數(shù)法
5．4．3 守恒光滑法
5．4．4 修正光滑粒子法
5．4．5 人工應力法
5．5 小結
參考文獻
附錄
第6章 SPH-FEM耦合算法
6．1 引言
6．2 SPH-FEM耦合算法求解格式
6．2．1 SPH求解格式
6．2．2 FEM求解格式
6．2．3 時間步長控制
6．3 SPH-FEM固結算法
6．3．1 SPH粒子和有限單元固結
6．3．2 SPH-FEM固結算法流程
6．3．3 算例驗證
6．4 SPH-FEM接觸算法
6．4．1 SPH粒子和有限單元接觸
6．4．2 SPH-FEM接觸算法流程
6．4．3 算例驗證
6．5 SPH-FEM轉換算法
6．5．1 有限單元轉換為SPH粒子
6．5．2 SPH粒子和有限單元的相互作用
6．5．3 SPH-FEM轉換算法流程
6．5．4 算例驗證
6．6 小結
參考文獻
第7章 SDPH-FVM耦合算法
7．1 引言
7．2 基于顆粒動力學模型的SDPH方法
7．2．1 SDPH方法
7．2．2 SDPH方法與傳統(tǒng)SPH方法的區(qū)別
7．3 SDPH-FVM耦合框架及其實現(xiàn)
7．3．1 基于顆粒動力學理論的雙流體模型
7．3．2 求解雙流體模型的SDPH與FVM離散方法
7．3．3 SDPH-FVM耦合框架及算法流程
7．4 算例驗證
7．4．1 自由來流下風沙躍移問題數(shù)值模擬
7．4．2 噴動流化床顆粒噴動過程數(shù)值模擬
7．5 小結
參考文獻
第8章 基于CSF模型的表面張力算法
8．1 引言
8．2 CSF模型
8．3 CSPM修正的表面張力算法
8．3．1 表面定位公式
8．3．2 CSPM修正表面法向公式
8．3．3 CSPM修正表面曲率公式
8．3．4 流體單位質量表面張力公式
8．4 含壁面附著力模型的表面張力算法
8．5 數(shù)值驗證算例
8．5．1 表面張力作用下半圓形液滴相關參量測試算例
8．5．2 表面張力作用下初始方形液滴自然變化算例
8．5．3 水槽測試算例
8．5．4 液滴壁面潤濕算例
8．6 小結
參考文獻
第9章 SPH方法固壁邊界模型
9．1 引言
9．2 固壁邊界施加模型
9．2．1 基于罰函數(shù)方法的固壁邊界施加模型
9．2．2 基于虛粒子方法的固壁邊界施加模型
9．3 算例驗證
9．3．1 靜止液柱算例
9．3．2 容器中液體靜止算例
9．3．3 旋轉流體靜止
9．3．4 腔內剪切流動
9．4 小結
參考文獻
第10章 SPH方法在爆炸模擬中的應用
10．1 引言
10．2 爆轟理論及控制方程
10．3 一維TNT板條驗證算例
10．4 三維TNT聚能裝藥爆轟過程模擬
10．5 二維聚能射流過程模擬
10．6 爆轟波繞射過程模擬
10．7 小結
參考文獻
第11章 SPH在沖擊動力學中的應用
11．1 引言
11．2 具有材料強度的動力學SPH方程
11．2．1 具有材料強度的動力學控制方程
11．2．2 材料模型
11．2．3 具有材料強度的動力學SPH方程
11．3 混凝土HJC本構模型
11．3．1 屈服強度模型
11．3．2 累計損傷模型
11．3．3 狀態(tài)方程
11．4 30CrMnSiA鋼板抗槍彈沖擊的SPH-FEM模擬
11．4．1 計算模型
11．4．2 SPH斷裂處理
11．4．3 實驗結果
11．4．4 計算結果
11．5 聚能射流侵徹混凝土靶板SPH數(shù)值模擬研究
11．5．1 計算模型
11．5．2 計算結果
11．6 小結
參考文獻
第12章 SPH在水動力學中的應用
12．1 引言
12．2 二維潰壩問題數(shù)值模擬
12．3 液體攪拌問題
12．4 物塊落水問題
12．5 小球撞擊水問題
12．6 小結
參考文獻
第13章 SPH在流體碰撞霧化問題中的應用
13．1 引言
13．2 SPH粒子的分裂與聚合
13．2．1 粒子分裂SPH離散方程組
13．2．2 粒子分裂的實現(xiàn)途徑
13．3 二元液滴碰撞問題模擬
13．3．1 二元液滴碰撞機理及碰撞模式
13．3．2 同種相溶液滴碰撞數(shù)值模擬
13．3．3 異種難溶液滴碰撞模擬
13．4 液滴在流場中二次破碎過程模擬
13．5 液滴在氣固交界面變形移動過程模擬
13．6 流體撞擊式霧化過程模擬
13．6．1 牛頓流體撞擊式霧化的數(shù)值模擬與驗證
13．6．2 冪律流體撞擊式霧化的數(shù)值模擬與驗證
13．6．3 雙組元凝膠推進劑撞擊式霧化的數(shù)值分析
13．7 小結
參考文獻
第14章 SPH在鑄造充型中的應用
14．1 引言
14．2 球形模具填充過程模擬
14．3 弓形模具填充過程模擬
14．4 小結
參考文獻