流固耦合问题的PD-SPH建模与分析

姚学昊; 黄丹

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摘要

针对涉及结构变形破坏的流固耦合(Fluid-structure interaction,FSI)问题,提出一种基于虚粒子和排斥力的近场动力学(Peridynamics,PD)-光滑粒子动力学(Smoothed particle hydrodynamics,SPH)耦合方法。结合PD方法求解不连续问题以及SPH方法在流体模拟方面的优势,分别采用PD方法与SPH方法求解固体域和流体域,并通过流体粒子-虚粒子接触算法处理流-固界面,既能利用粒子间排斥力有效防止粒子穿透现象发生,又能利用虚粒子修正流体粒子的边界缺陷,提高计算精度。采用PD-SPH耦合方法模拟静水压力作用下的铝板变形问题以及溃坝水流冲击弹性板问题,所得结果与解析解或其它数值结果吻合良好,验证了耦合方法的可行性和有效性。进一步应用耦合方法模拟了流体作用下的结构变形、破坏以及破坏后部分结构运动全过程,验证了PD-SPH耦合方法在流固耦合-结构破坏问题模拟方面的适用性。

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来源
《工程力学》 |2022年第10期|17-25|共9页
作者
姚学昊; 黄丹;
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作者单位

河海大学工程力学系;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类固体与流体的冲击;
关键词
流固耦合; 结构破坏; 近场动力学(PD); SPH; 混合方法;

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