一种用于模拟流固耦合问题的更新拉格朗日粒子流体动力学(ULPH)-NOSBPD耦合方法
流体动力学
2024-07-29 v1
摘要
为了解决牛顿流体的流固耦合问题,本文提出了一种基于非普通态基近场动力学(NOSB-PD)和更新拉格朗日粒子流体动力学(ULPH)的流固耦合方法,用于模拟考虑大几何变形和材料失效的流固耦合问题。在该耦合框架中,NOSB-PD理论用于描述固体材料结构的变形和断裂。ULPH因其在计算精度方面的优势而被应用于描述牛顿流体的流动。该框架有效利用了NOSB-PD理论求解不连续问题的优势和ULPH理论求解流体问题的优势,并具有良好的计算稳定性和鲁棒性。为了处理流固界面,建立了一种以压力为传递介质的流固耦合算法。通过多个数值验证,验证了固体结构动力学模型和涉及大变形的PD-ULPH流固耦合模型,其结果与解析解、现有实验数据和其他数值结果吻合良好,证明了所提方法在解决流固耦合问题方面的准确性和有效性。总体而言,本文建立的基于ULPH和NOSB-PD的流固耦合模型为流固耦合的数值求解提供了一种新思路,并为工程设计和实验预测提供了一种有前景的方法。
引用
@article{arxiv.2312.05016,
title = {An Updated Lagrangian Particle Hydrodynamics (ULPH)-NOSBPD Coupling Approach for Modeling Fluid-Structure Interaction Problems},
author = {Zhen Wang and Junsong Xiong and Xiang Liu and Lisheng Liu and Xin Lai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.05016},
year = {2024}
}
备注
30 pages, 14 figures, original research article