导语

  

内容提要

  

    本书系统地研究了新一代无网格方法——光滑粒子流体动力学（SPH）方法在应用及扩展过程中的相关关键技术，实现了SPH方法的两相耦合应用和三维应用，在此基础上对溃坝阻挡、球体上浮、流体波浪运动、管道气力输送等过程进行了数值仿真和分析，扩展了SPH方法的工程应用领域，为SPH方法真正辅助试验创造了条件，这对提高SPH方法的工程应用能力具有十分重要的意义。
    本书可供使用光滑粒子流体动力学（SPH）方法进行计算机数值仿真计算的科研技术人员参考。

第1章  数值仿真与管道气力输送介绍
  1.1  数值仿真
    1.1.1  数值仿真的作用
    1.1.2  数值仿真一般求解过程
  1.2  基于网格的方法
    1.2.1  拉格朗日网格
    1.2.2  欧拉网格
    1.2.3  基于网格的数值方法的局限性
  1.3  无网格方法
  1.4  光滑粒子动力学方法
  1.5  管道气力输送问题
  本书主要研究内容
第2章  SPH方法在流体动力学问题中的应用
  2.1  光滑粒子动力学原理
  2.2  光滑粒子动力学基本方程
    2.2.1  函数的积分表达
    2.2.2  函数的粒子表达
    2.2.3  光滑函数
  2.3  拉格朗日型的Navier-Stokes方程
  2.4  Navier-Stokes方程的SPH表达式
  2.5  SPH的计算实施方法
    2.5.1  粒子的密度近似
    2.5.2  核函数
    2.5.3  状态方程
    2.5.4  人工黏度
    2.5.5  边界处理
    2.5.6  时间积分
  2.6  SPH程序结构
  2.7  数值算例
    2.7.1  冲击管问题
    2.7.2  腔内剪切流动问题
  本章小结
第3章  SPH方法的两相耦合流动研究
  3.1  SPH两相耦合流动技术
  3.2  密度正则化
  3.3  状态方程修正
  3.4  速度修正
  3.5  气泡上浮两相耦合流动数值仿真
  3.6  溃坝数值仿真
  本章小结
第4章  SPH方法的三维数值仿真研究
  4.1  粒子的初始位置配置
    4.1.1  初始位置粒子配置原则
    4.1.2  不同结构模型的配置方法
  4.2  SPH方法的最近相邻粒子搜索研究
    4.2.1  最近相邻粒子搜索法
    4.2.2  粒子对的相互作用
  4.3  光滑长度的优化和松弛更新
    4.3.1  可变光滑长度技术
    4.3.2  光滑长度的更新
    4.3.3  优化和松弛过程
  4.4  三维溃坝数值算例
    4.4.1  SPH参数设置
    4.4.2  数值结果分析
  本章小结
第5章  基于CFD的流体计算机仿真
  5.1  溃坝案例仿真实验
    5.1.1  概述
    5.1.2  从三维立体研究溃坝模拟
    5.1.3  从二维剖面研究水坝水流仿真
  5.2  球体上浮仿真实验
    5.2.1  概述
    5.2.2  球体上浮仿真和计算
  5.3  流体波浪模拟实验
    5.3.1  概述
    5.3.2  流体无漂浮物波浪模拟实验
    5.3.3  流体有漂浮物波浪模拟实验
  本章小结
第6章  管道气力输送过程的SPH数值仿真
  6.1  管道气力输送概述
  6.2  气力输送系统
    6.2.1  系统组成
    6.2.2  气力输送管内流型
    6.2.3  主要设计参数
    6.2.4  输送模型
  6.3  气力输送一般规律
    6.3.1  固气速度比研究
    6.3.2  固气速度比规律
    6.3.3  速度拟合
  6.4  SPH物理黏度计算
    6.4.1  物理黏度的迭代求和法
    6.4.2  物理黏度和人工黏度的区别
  6.5  SPH人工热量
  6.6  SPH管道输送方法的边界处理
  6.7  管道气力输送二维仿真及实验验证
    6.7.1  SPH方程及相关参数设置
    6.7.2  计算结果及分析
  6.8  管道气力输送的三维SPH数值仿真
    6.8.1  粒子初始配置
    6.8.2  SPH三维气力输送数值仿真的参数配置
    6.8.3  三维SPH数值仿真结果
  6.9  SPH管道气力输送系统设计
    6.9.1  用户界面设置
    6.9.2  VC++与Fortran混合编程实现方法
    6.9.3  系统运行实例
  本章小结
附录  SPH程序的描述
参考文献