申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2021-09-09

公开（公告）日：2024-05-07

公开（公告）号：CN113761779B

主分类号：G06F30/25

分类号：G06F30/25;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14;G06F111/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.07#授权;2021.12.24#实质审查的生效;2021.12.07#公开

摘要：本发明公开了一种基于无网格粒子法的开放边界处理方法、系统及装置，通过计算得到基于三维圆环的进口边界在充分发展的条件下的速度分布，根据在进口区域的流体粒子到轴线的距离，获取流体粒子的速度值，进口区域的多层流体粒子可保证进口流动的连续性且有效的避免回流。基于移动虚拟壁面的出流压力边界条件符合流体粒子动态特性，可持续稳定的提供出口压力；移动虚拟壁面与出口区域的流体粒子一一对应，且根据流体粒子的速度施加不同压力，使得整体出口粒子排布更加均匀，出口压力更加稳定。

主权项：1.一种基于无网格粒子法的开放边界处理方法，其特征在于，包括：S1：对出口参数、进口参数、流体粒子参数和变量进行初始化设置，划分出口区域和进口区域，计算得到进口区域的速度分布；出口参数包括出口压力系数、缓冲系数、出口区域长度和出流截面位置；进口参数包括进口平均速度、进口区域长度和入流界面位置；流体粒子参数包括流体粒子的粘度、密度和核函数作用半径；变量包括速度、压力和时间；出口区域的长度大于核函数作用半径，进口区域长度大于核函数作用半径；计算得到进口区域的速度分布具体为： 其中，r为进口圆环半径；R为圆管半径；uaver为进口平均速度；对出口区域内流体粒子进行处理包括：消除出口区域内流体粒子非主流动方向速度分量、计算接触模型参数和施加移动虚拟壁面压力；接触模型由弹簧和阻尼器组成，在壁面法向和切向两个方位各有一个弹簧和阻尼器；当近壁面流体粒子即将穿透壁面时，壁面通过接触模型向该类流体粒子施加斥力，防止其穿透，虚拟壁面作用力如公式2所示： 其中fiv为虚拟壁面作用力；上标n和t表示法向和切向；k、ζ和μ为弹簧、阻尼以及摩擦系数；壁面接触力通过隐式修正时的压力梯度力附加到出口区域流体粒子，如公式3所示： 其中，为对出口粒子i附加的压力梯度；nim为主流方向向量；S2：判断流体粒子是否在出口区域，若是，对出口区域内流体粒子进行处理，提升出口区域流体粒子的压力；若否，执行S4；S3：判断流体粒子是否越过边界；若是，对越过出口区域边界的流体粒子进行删除，更新粒子序号；若否，执行S6；S4：判断粒子是否在进口区域；若是，根据流体粒子到轴线的距离，获取流体粒子的速度值；若否，执行S6；S5：判断进口单元格是否为空，若是，添加进口区域的流体粒子到空单元格中，更新粒子序号；若否，执行S6；S6：判断是否所有的流体粒子都进行遍历，若是，执行S7；否则，粒子序号递增，重复S2、S3、S4和S5；S7：输出流体粒子的位置和速度数据。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安交通大学 一种基于无网格粒子法的开放边界处理方法、系统及装置

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