一、THE UPWIND OPERATOR SPLITTING FINITE DIFFERENCE METHOD FOR COMPRESSIBLE TWO-PHASE DISPLACEMENT PROBLEM AND ANALYSIS（论文文献综述）
赵仓龙[1]（2021）在《海水-TI饱和海床动力Green函数及海上桩承风机地震响应研究》文中研究指明动力Green函数是求解地震、波浪、交通荷载等动荷载作用下土体动力响应以及土-结构动力相互作用问题的基本解,也是采用边界元法进行数值计算的基础。近年来,海上风力发电、海上石油及可燃冰开采等海洋工程蓬勃发展,开展海洋环境下动力Green函数研究对求解土-海洋结构动力相互作用问题具有重要的理论价值。考虑到海床土在水平和竖直方向往往表现出各向异性的物理力学性质,将其视为横观各向同性饱和介质更符合实际地层情况。此外,近海风电场大多处于环太平洋地震多发区域,易遭受断层引发的强烈地震脉冲作用,为确保海上风机服役期间的安全性,有必要开展海水-海床-结构耦合效应下桩承风机系统的时域地震响应研究。基于以上背景,本文先从解析角度对海洋环境下海水-海床耦合模型的动力Green函数以及水中点源脉冲问题进行了理论研究,接着利用FLAC3D有限差分软件,对横观各向同性海床土中桩承风机地震响应特征进行数值分析。主要研究内容如下:（1）基于Biot波动理论及可压缩流体控制方程,将海床土视为有限厚的横观各向同性饱和多孔介质,建立了柱坐标系下海水-海床土竖向耦合振动理论模型;通过直接解耦,求得了土骨架位移-孔压形式（u-p）的波动方程,利用Hankel积分变换,结合海水自由表面、基岩表面处边界条件以及海床面连续性条件,求得了表面圆盘荷载、环形荷载以及点荷载作用下海水-海床耦合模型的稳态动力响应,讨论了海床土各向异性程度、频率、基岩埋置深度、海水深度、渗透系数及孔隙率等因素对动力Green函数的影响。（2）针对有限深海水、半空间海水和全空间海水三类情况,运用Fourier和Hankel积分变换求解点声源激发下海水波动方程,求得了Ricker小波脉冲作用下海水在变换域内的动水压力和竖向位移解答,借助留数定理求解逆变换奇异型积分,获得了海水在点源脉冲作用下的时域动力响应;此外,考虑水底柔性介质阻尼效应对入射波的吸收作用,进一步推导了水底柔性反射边界下点源脉冲的时域动力Green函数,分析了海水深度、声源位置、底部边界阻尼等因素下海水动力响应和声波传播特性。（3）利用FLAC3D有限差分软件,建立了地震波作用下横观各向同性饱和海床土中高承台斜群桩支承风机系统的数值分析模型,其中利用桩单元模拟群桩基础,梁单元模拟风机叶片,塔筒、机舱和轮毂分别采用变截面薄壁圆筒形、长方体形和半球形壳单元模拟,采用附加质量法计算地震引起的动水压力,在海床土底部沿水平方向施加基线校正后的实测Kobe地震波加速度时程,同时设置自由场边界减少波的反射干扰,研究了海床土各向异性程度、斜桩倾斜角度、桩径以及近断层脉冲效应等因素对海上风机地震响应的影响。
李海江[2]（2020）在《航海模拟器中基于物理模型的海洋场景建模》文中进行了进一步梳理航海模拟器是虚拟现实技术在交通运输工程领域的重要应用,发展至今,已在航海教育、工程论证、学术研究等诸多领域发挥了重要作用。为进一步提升海洋场景的物理真实感,解决航海模拟器中交互场景建模复杂的问题,提高视景系统中海洋场景模型的集成度,本文围绕航海模拟器中基于物理模型的海洋场景运动与交互建模等关键技术进行深入的理论研究与探索,以期为提升航海模拟器性能提供理论基础与指导。为提升海洋场景的物理真实感,本文采用拉格朗日形式的Navier-Stokes方程组作为海水运动的控制方程组,并基于光滑粒子流体动力学方法对控制方程进行离散求解。主要针对海水的不可压缩性、边界处理与流固交互、海上溢油建模、随机脉冲风场建模、面向SPH框架的海洋表面重构等五个关键问题进行深入研究,旨在提出一种基于SPH框架的多场景建模方法,以降低不同场景模型之间的耦合难度、增强系统扩展性。为进一步增强SPH框架的不可压缩性,本文将以速度散度为源项的PPE与基于位置动力学的非线性密度约束相结合,提出一种新的混合不可压缩SPH框架。该框架首先通过求解密度约束,直接在位置层面调整粒子分布,保持密度不变性,然后通过求解PPE获得无散速度场,保证密度变化率为零。混合SPH模型通过限制密度变化量和密度变化率实现了更理想的不可压缩性。为解决航海模拟器中流固交互建模难度大的问题,本文基于混合SPH框架提出一种自适应单层非均匀采样边界粒子模型。该模型采用三维泊松圆盘采样（Poisson Disk Sampling,PDS）算法将刚体采样为单层边界粒子参与海水粒子物理属性的计算。引入人工质量,根据三维刚体的形状自适应地调整边界粒子贡献量,采用校正因子,修正缺失层边界粒子的贡献量,保证了边界海水粒子物理量计算的稳定性与交互过程的有效性。该边界模型与混合SPH模型自然耦合,且能自适应地处理各种形状的复杂边界。为解决航海模拟器中溢油场景物理真实感不足以及模型耦合难度大的问题,本文在混合SPH框架基础上,针对海上溢油场景,提出一种改进的粒子数密度模型。该模型基于等静态密度假设,可统一处理包括非均匀采样的边界粒子在内的所有邻域粒子,解决了流体交界面附近密度不连续的问题,能够有效地模拟海上溢油的扩散、漂移以及破碎等典型场景。为模拟大风浪等恶劣海况,基于混合SPH框架,提出一种三维随机脉冲风场模型。该模型基于Perlin噪声对初始风场进行扰动,采用改进的风廓线方程模拟风速的垂向衰减,通过调整脉冲周期及脉冲宽度可灵活控制风场强度。该风场模型可以有效地模拟海浪翻卷等复杂航海场景。为提升基于SPH框架的海洋表面重构效率与真实感,本文提出一种改进的各向异性屏幕空间流体渲染算法。该算法基于加权主成分分析法构造海水粒子位置协方差矩阵,采用双边Jacobi方法对协方差矩阵进行奇异值分解从而构造关于海水粒子的各向异性变换矩阵。推导了一种新的各向异性分段函数用于解决边缘区域海水粒子的畸变问题。相比于传统的屏幕空间算法,改进的各向异性屏幕空间算法不仅能产生更平滑的海水表面,而且能够很好地保留边缘特征,产生更精细的飞溅细节。本文提出的基于混合SPH框架的海洋场景运动与交互建模方法具有很强的应用性,其建模过程统一、系统集成度高,可以在统一的SPH框架下模拟多种典型的海洋场景,对提升航海模拟器性能具有重要的意义,为基于物理模型的航海模拟器海洋场景建模奠定了的理论基础。
王钰[3]（2020）在《张紧式锚泊单浮箱的水动力特性研究》文中研究指明21世纪以来,党中央、国务院提出了“逐步把我国建设成为海洋经济强国”的宏伟目标。1 8大提出的海洋强国战略将海洋开发和水上交通视为重要发展方向。随着海洋浮式结构的深入研究,张紧式锚泊浮式结构在海洋工程及交通工程领域的应用越来越广泛,如张力腿平台、浮桥和悬浮隧道等。张紧式锚泊结构相比于悬链式锚泊结构能够更好的限制位移并占用更少的布链空间,但是锚泊力相对较大,对结构的耐久性有较高要求。近30多年来,国内外的学者针对张紧式锚泊结构的水动力性能进行了大量的研究。这些研究通过经验公式、物理模型试验和数值模拟等方法,在揭示波浪对张紧式锚泊浮式结构的水动力特性及其相互作用机制方面取得了丰硕的成果。然而,在波浪与浮式结构的相互作用过程中,常存在结构的剧烈运动和自由液面的大变形情况,而基于势流理论的数值模拟方法无法解决涡流耗散问题,因此流场模拟效果欠佳,在模拟结果上与试验结果存在一定差异。而基于粘性流理论的数值模拟方法能够较好的解决涡流耗散问题,为进一步研究张紧式浮式结构的水动力特性,本文以张紧式锚泊单浮箱为研究对象,通过物理模型试验和基于粘性流理论的数值模拟方法,对单浮箱的表面动水压力、锚链拉力和单浮箱透射系数进行了研究,详细分析了锚链倾角、预张力和波要素对其影响规律,并结合数值模型中的流场结构探究了动水压力、锚链拉力和透射系数之间的关联。本论文以张紧式锚泊的单浮箱为研究对象,对其动水压力、锚链拉力和透射系数进行了研究,研究工作主要包括以下几部分内容:（1）张紧式锚泊单浮箱的物理模型试验:模拟了在规则波作用下34个工况的水动力特性和锚链力响应。物理模型试验在二维波浪水槽中进行,通过改变锚链倾角、锚链预张力和波高、周期等波要素来模拟不同因素对单浮箱的动水压力、锚链拉力、透射系数和运动响应情况的影响规律。（2）数值模型从锚链倾角和预张力方面,对物理模型试验未模拟的工况进行补充。本文的数值模拟建立在粘性流理论的基础上,锚链视为具有一定刚度的弹簧,根据胡克定律描述其应力应变关系,采用刚体运动方程描述浮箱的运动。结果表明该数值模型能够较好的模拟物理模型试验。（3）根据试验和数值模拟结果,对张紧式锚泊单浮箱水动力特性进行分析。锚链倾角和预张力是影响运动响应和透射波浪透射系数的主要因素。对于单浮箱迎浪面动水压力,随着锚链与竖直方向夹角的增加,动水压力整体上呈现先增加后减小最后增加的趋势,在倾角约30°时的动水压力最大;动水压力随着锚链预张力的增加而增加,并且预张力对动水压力的影响大于波高和周期对动水压力的影响;此外,水位对动水压力也有影响。对于锚链拉力,随着锚链倾角或预张力的增加,拉力整体上表现出增加的趋势,其中锚链倾角对拉力的主要影响发生在小于30°时的工况,而预张力对拉力的主要影响则发生在预张力较大时的工况;此外,迎浪面锚链拉力更易受倾角和预张力的影响。在浮箱的透射性能方面,锚链倾角和预张力的增加均对防浪性能有较好的效果,即透射系数随倾角和预张力的增加而减小,当锚链倾角介于30°至45°时透射系数的减小趋势明显,并且锚链倾角对透射系数的影响比预张力的影响更大。（4）流场特性分析:本文所建立的数值模型结果经过试验结果的验证,并结合物理模型试验对不同影响因素下（锚链倾角、预张力和波浪条件）的张紧式锚泊单浮箱的水动力特性进行了研究,分析了单浮箱表面动水压力、锚链拉力、透射系数和流场结构的变化规律以及之间的关联,可为张紧式锚泊浮式结构的稳定性和耐久性提供设计参考依据。
吕品[4]（2020）在《大气边界层中风机流场及改进谱方法数值模拟研究》文中进行了进一步梳理为缓解全球气候变暖现象,近年来风能的开发利用得到世界各国的重视。早期的风力设备主要安装在平原地区,随着人类对地表风资源认识的加深以及建造技术的发展,新建的风力设备较多地分布于平均风速更大的山地及海上。不同地貌上的大气层边界层风场性质各异,为风资源评估及风电厂运营模拟带来挑战。本文基于谱方法大涡模拟和致动线模型,发展了宽场景、高可信度的风能流场数值模拟平台,对平原、山地及海洋等多种大气边界层中的风机流场特征进行了系统研究,为复杂环境下的风能快速评估方法设计提供参考。具体研究内容包括:（1）平原风场数值模拟与边界层湍流来流生成。基于傅里叶基谱方法、时间分步法、动态亚格子应力模型以及对数律壁面模型,建立平原边界层风场大涡模拟数值框架;进行多种雷诺数下的槽道湍流模拟,验证数值框架精度。采用谱张量傅里叶变换和雷诺应力调幅法,发展边界层湍流来流的人工合成方法,并通过平原风场大涡模拟数值框架,研究边界层湍流来流的自保持性。（2）平原风机尾流自相似性发展机理的大涡模拟研究。针对风机流场中局部跳跃在谱方法中引起的数值振荡,提出光滑谱-有限差分混合求导方法;以平原风场大涡模拟数值框架为基础,采用致动线法、机舱塔架模型、入口速度松弛区、光滑谱-有限差分混合求导法以及高阶去假频法,建立平原风机流场的谱方法数值模拟框架。采用一维无粘Burgers方程的理论解,对光滑谱-有限差分法和高阶去假频法进行验证;依据小比例风机的风洞实验数据进行数值模拟,验证算法精度;结合轴对称尾流经典理论以及“尾流游荡-叶尖涡”碰撞假说,揭示平原风机尾流自相似的特征与机理。（3）山地风机流场的大涡模拟研究。针对山形表面起伏产生的非均匀压强,提出可考虑壁面粗糙度与非均匀压强的粗糙曲面积分型壁面模型;采用曲线坐标下的谱方法大涡模拟、粗糙曲面积分型壁面模型、拉格朗日平均尺度无关的动态亚格子应力模型、致动线法以及机舱塔架模型,建立山地风机流场的谱方法数值模拟框架。进行槽道湍流模拟,验证数值框架中的壁面模型与亚格子应力模型精度;基于该数值框架,研究山地自由风场与山地风机流场的发展特征,分析山体尾流与风机尾流的相互作用;发现山地风机尾流亏损分布与风机机舱所在高度处的流线走势一致,沿该流线得到山地风机尾流速度亏损的自相似性发展规律。（4）海上风机阵列流场的大涡模拟研究。以山地风机流场的谱方法数值模拟框架为基础,采用高阶谱方法波浪模拟与非定常致动线法,建立海上风机流场数值模拟框架。通过高阶斯托克斯波计算,验证高阶谱方法波浪模拟的精度。基于海上风机流场数值模拟框架,研究涌浪对上方自由风场的影响,研究固定式与浮式海上风机阵列的发电能力与流场特征。发现在相同的边界层顶部速度下,固定式海上风机阵列可获得更多风能;发现海上风机阵列的平均速度分布具有自相似性。
胡朝斌[5]（2020）在《内弹道精细化建模及其在身管烧蚀磨损研究中的应用》文中认为火炮身管在高温高压火药燃气作用下的烧蚀磨损不可避免。为了深入研究火炮身管烧蚀磨损,需要对决定身管烧蚀磨损的内弹道载荷做深入研究。精细化的内弹道过程数学模型和高精度的数值求解方法对于内弹道载荷的研究至关重要。但火炮膛内高温高压火药燃气和非线性的弹炮接触碰撞环境使得目前的数学模型和求解方法大都是基于大量简化假设而构建的。为了建立精细化的装药内弹道燃烧过程数学模型和准确可靠的数值求解方法,本文在前人工作的基础上,分别深入研究了考虑弹带挤进过程的弹炮非线性耦合问题、装药内弹道燃烧与弹炮相互作用耦合计算问题、身管瞬态热传导与内弹道过程耦合计算问题以及身管烧蚀磨损数值求解框架构建问题。基于对内弹道过程所涉及的物理化学过程相关关键问题的深入研究,构建了更为精细化的装药内弹道燃烧过程数学模型和数值求解框架,为内弹道研究、装药设计和火炮使用提供了理论和应用支持。具体内容如下:a)弹炮非线性相互作用过程的耦合研究:针对涉及材料损伤失效的固体瞬态接触碰撞问题,分别应用有限元法（FEM）、有限元-光滑粒子流耦合方法（FEM-SPH）以及欧拉-拉格朗日耦合方法（CEL）对涉及材料塑性大变形和损伤失效的固体力学问题做了分析,并对弹丸挤进身管的过程做了模拟研究,分析了不同方法模拟弹丸瞬态挤进过程的效果。该问题的研究为后期内弹道燃烧过程与弹炮机械相互作用过程的耦合计算提供了可靠的非线性结构响应计算方法。b)经典内弹道过程与弹炮机械相互作用过程的耦合计算研究:针对经典内弹道理论中关于弹炮机械相互作用的简化假设,分析了装药内弹道燃烧过程中能量的转化过程,改进了经典内弹道过程能量方程,构建了经典内弹道燃烧过程与弹炮机械相互作用过程的耦合计算模型,并基于耦合计算模型分析了弹炮结构参数对内弹道过程的影响。c)两相流内弹道过程与弹炮机械相互作用过程的耦合计算研究:针对火炮膛内多相反应流场中涉及的高温-高压瞬态效应、弹底处移动边界处理、激波和火焰波等流场强间断现象,构建并验证了Godunov类计算格式与弹炮机械相互作用过程的耦合计算模型。基于耦合计算模型,分析了作用在身管内壁上的分布压力载荷对弹炮相互作用过程和内弹道燃烧过程的影响,计算结果表明膛内分布压力载荷对内弹道过程的影响不可忽视。d)身管瞬态热传导过程与装药内弹道燃烧过程的耦合计算研究:针对内弹道模型中关于火药燃气系统热散失的简化假设,分别改进了经典内弹道模型中的能量转化方程和内弹道多相流模型中的气相能量方程,建立了装药内弹道燃烧过程与身管瞬态热传导过程的实时双向耦合计算模型。基于耦合计算模型和耦合计算方法,分析了不同内弹道模型中热散失与身管瞬态热传导的相互影响。结果表明,两相流模型在内弹道起始阶段和身管坡膛区域的参数分布更符合实际情况。e)身管烧蚀磨损与装药内弹道燃烧耦合计算框架研究:针对不可避免的身管烧蚀磨损现象,分析了身管烧蚀对内弹道过程的影响,提供了在身管不同寿命期保持内弹道性能一致性的方法;基于已构建的精细化的内弹道过程模型和计算框架,提出了火炮身管不同寿命期内弹道性能变化的快速推进求解方法,研究了身管内壁在不同寿命期的退化规律及其对内弹道过程的影响,并分析了射击频率对身管烧蚀磨损的影响,最后定性分析了身管内壁磨损退化的机理。
曲世达[6]（2019）在《海上风电半潜式平台水动力性能分析及优化》文中研究表明为了人类的可持续发展,世界各国在可再生能源领域开展了大量研究。其中,海上风电因其风能储量大、受条件限制少等固有优势得到了诸多国家的重视,而海上风电平台的研发和设计是海上风电场建设的重点。本文首先对海上风电场建设所需的固定式和漂浮式两大类基础进行了系统的介绍,根据未来海上风电的发展方向选择了WindFloat海上半潜式风电平台作为研究对象。将模型试验和数值模拟两种主流的研究方法进行结合,对海上风电平台的水动力性能和运动响应特性进行了系统性的分析。首先,本文采用了模型试验的方案,进行了平台模型在静水中和规则波中的试验。通过平台在静水中进行的自由衰减运动,获取了平台的固有频率等基本参数。在规则波试验中,得出了平台垂荡、纵荡、纵摇运动的幅值响应算子,并分析比较了三根锚链和四根锚链这两种系泊状态下平台的运动响应特性。其次,本文使用商业CFD软件STAR-CCM+建立了数值计算模型。首先对网格和时间步收敛性进行了分析,随后将数值计算结果与试验数据进行对比,结果吻合较好,验证了本数值计算模型的可行性和准确性。使用该数值模型对本论文试验进行数值计算,结果显示静水工况下数值计算结果准确度较高,规则波工况存在一定数值差异,但整体趋势一致。同时重点对试验数据与计算结果差异进行了系统性的分析。然后引入Guanqing Hu等人设计的一体式阻尼板平台,分析了一体式阻尼板平台和WindFloat平台二者在静水、规则波以及非规则波下的水动力性能及运动响应特性差异,验证了新设计的一体式阻尼板平台水动力性能总体上优于WindFloat平台。最后,使用三维势流软件AQWA建立平台运动特性的频域和时域计算模型,并对该模型进行粘性修正。选取试验典型工况进行计算对比,结果吻合良好。随后基于控制变量的原则,分析了波浪入射角度、水深、系泊缆长度以及系泊缆数量对浮式平台运动特性的影响。研究结果发现:随着波浪入射角度的增加,纵荡和纵摇响应减小,横摇响应增大,垂荡响应基本不变。随着锚链长度的增加,垂荡响应平均值和垂荡响应幅度增大,纵荡位移平均值增大。系泊系统的垂荡约束力随着锚链长度的增加而减小,纵荡和纵摇约束力范围随着锚链长度的缩短而增大。水深的增加对垂荡运动和纵荡运动影响较为明显,而对于纵摇运动影响较小。系泊缆数量的增加可以减小平台的垂荡运动响应。三根系泊缆和六根系泊缆由于其系泊系统结构布置的对称性而使平台在不同波向角下表现出类似的运动响应变化趋势。但六根系泊缆状态下平台运动响应有义值最小。
屈俊波[7]（2019）在《井底恒压法控压钻井波动压力计算与气侵控制研究》文中指出随着社会经济的不断发展,目前易开采地区的油气产量已不能满足人们对油气资源越来越大的需求。而在加大对油气勘探开发力度的过程中,深部、复杂地区的钻井作业日益增多,在勘探开发这些深部、复杂地层时,常常面临“安全压力窗口”狭窄的难题,导致非生产作业时间显着增加,极易发生井涌、漏失失返并引起严重的井喷事故。井底恒压法控压钻井作为一种较先进的钻井技术,能有效解决“窄安全压力窗口”的难题,气侵的预防和气侵的控制是控压钻井的核心问题。起下钻过程产生的波动压力已经成为导致井筒气侵的的一大重要因素,建立精确的起下钻波动压力预测模型,为“窄安全压力窗口”地层的最大的安全起下钻速度确定提供科学依据,这对积极预防溢流,最大程度降低溢流发生的概率都具有重要意义。精确的井筒水力学模型和压力计算是实现井筒压力精确控制的前提,是实现安全高效钻进的核心科学问题。控压钻井井筒压力控制的重点和难点主要集中在起下钻过程稳态和瞬态波动压力的准确计算,气侵之后井筒参数演变规律,以及井口回压的精细控制等方面,为此,本文针对这些问题展开详细研究。首先,本文以同心环空流体微元为研究对象,建立了动量方程,根据赫巴流体本构关系和流量相等关系,求解得到了环空流速分布和稳态波动压力梯度表达式。针对各种环空内外径比和偏心度,提出了一种以有限体积法为基础的偏心环空稳态波动压力预测模型,采用双极坐标系,将偏心环空不规则计算域共形映射到规则的矩形计算域,有效地克服了窄槽近似模型必须在内外径比率大于0.4才适用的缺陷,前人试验数据验证了模型的准确性。分析了影响环空速度和稳态波动压力的大小的各种因素,得出了结论:稳态波动压力随着钻具运动速度、环空内外径比率的增加而增大,与钻井液的屈服值和稠度系数成近似线性关系,与流性指数成指数关系。偏心度影响环空流量和速度分布的均匀性,较大偏心度可能出现滞留区域。以瞬变流方程为基础,考虑了附加动态摩阻项的影响,建立了新的瞬态波动压力预测模型方程,并采用Roe算法对方程组进行了求解。利用前人的现场测量数据,对预测模型进行了验证。分析了井筒几何参数、钻井液流变参数、钻具运动参数对瞬态波动压力峰值的影响规律,得出了结论:钻井液密度、井筒综合弹性模量、钻具运动的加速度的对瞬态波动压力的影响较小,钻具运动速度对瞬态波动压力的影响较大。偏心度对瞬态波动压力的影响程度小于稳态波动压力。基于环空微元体的连续性方程和动量方程,建立了气侵井筒多相流动方程,推导得到双流体模型方程和漂移流模型方程,比较了两种模型的差异,指出了各种的适用范围。基于双流体模型,考虑了虚拟质量力的影响,得到了压力波在气液两相流中的传播速度方程,得出了结论:压力波波速随钻井液密度,含气率及虚拟质量力系数的增加都呈现出减小的趋势,先急剧减小,后变化极其缓慢。基于漂移流模型,采用了有限体积法和Roe算法构建数值通量,按照Roe平均化法则求得了系数矩阵的线性化近似雅可比矩阵,得到了漂移流模型的Roe数值算法迭代格式。Roe算法由于没有迭代逼近运算,所有离散项运算均为普通线性方程,即使较大时间步和空间步也能很好满足守恒性,计算精度高,稳定性强,可有效避免迭代过程可能出现的发散现象。以实例井为基础,模拟了从气侵发生到气体顶部刚上升到井口整个过程,分析了不同初始井口回压对井筒参数的影响,得出了初始井口回压越小,井筒气侵程度越严重的结论。将井底恒压法控压钻井的井筒气侵过程分为气侵检测阶段和气侵控制阶段,分析了在气侵检测阶段初始井口回压、气层渗透率、气层孔隙度、气层压力、机械钻速对井筒参数的影响规律,得出气层孔隙度的影响较小,其它参数影响较大的结论。分析了井底恒压法控压钻井针对气侵的四种不同的井控方案,增大井口回压,能迅速停止气侵,能保持井底恒压,返出钻井液流量和出口气体流量都较小,所受的限制因素少,适用性较强。增大泥浆泵排量,不能维持井底恒压,只能处理非常轻微程度的气侵,在循环排气过程中容易发生二次气侵,延长了井控时间,增加了井控复杂性。增大泥浆泵排量的同时也增大井口回压,能维持井底恒压,但出口的气体流量大,应考虑气液分离器的处理能力。关井后再开泵循环方案,井筒进气多,井控时间长,出口的气体流量大,必须考虑气液分离器的处理能力。节流阀是井口回压的压力来源,井口回压是钻井液通过节流阀时在阀门前后两端的形成的压力差。找出了钻井液通过楔形节流阀的最小过流面积所在位置,并计算了最小面积,推导得了到阀芯行程与阀门两端节流压降的关系式。控压钻井楔形节流阀的有效调节区间约为0.49,在此区间,阀门关度与节流压降函数呈现指数关系,压降调节范围0.2914.71MPa。
刘翔[8]（2019）在《基于过渡层改进的浸入式有限元法及其在静脉瓣病理行为研究中的应用》文中研究指明静脉及瓣膜是人类心血管系统中重要的组成部分。理解静脉及瓣膜的正常生理行为和病理行为,能帮助医学工作者更好地研究静脉的发病机制,制定瓣膜移植、修复手术方案,优化人工瓣膜设计,以及预防静脉疾病的发生和恶化。然而,静脉及其瓣膜与血液的相互作用本质上是一个高度非线性的流-固耦合问题。在这个耦合过程中,静脉瓣膜是具有大变形能力的柔性体,血液是典型的非牛顿粘性流体。它们之间的耦合过程同时伴随有瓣膜闭合以及瓣膜接触静脉壁等行为。因此,静脉中的流-固耦合仿真具有相当的难度。浸入式有限元法已经成功应用于主动脉瓣膜的流-固耦合研究中,但受限于它的基本假设条件,该方法在流-固耦合研究的应用中仍存在一些不足。例如,固体的支撑域包含了部分真实流体,在纳维斯托克斯（Navier-Stokes,N-S）方程的求解和流-固耦合的计算过程中,虚拟流体的误差会通过相互插值“污染”真实流体的解。为解决这一问题,本文对经典浸入式有限元法进行了改进,提出了浸入式过渡层有限元法,并采用该方法建立了静脉及其瓣膜与血液的流-固耦合动力学数值模型。此外,通过建立有效的静脉数值模型,对静脉的病理行为进行了探索研究。本文的主要研究工作和成果如下:1.经典浸入式有限元程序的实现。基于经典浸入式有限元理论,本文推导了其有限元方程的离散格式。通过该理论的进一步研究,按照其有限元程序框架,本文编制了经典浸入式有限元程序。通过与已实现算例的结果对比,该程序的有效性得到验证。2.浸入式过渡层有限元的理论建立和程序实现。通过在浸入式有限元法中引入空域、过渡层、动量补偿项,并添加基于Newmark-β的固体求解器、黏附接触算法（Adhesive Contact Method,ACM）等相结合的方式,本文提出了浸入式过渡层有限元理论,并推导了其偏微分方程和相应的有限元离散格式。根据流体、固体求解和耦合策略的变化,我们设计了浸入式过渡层有限元程序的框架和结构,并编制了相应的有限元程序。通过与不同算例验证的结果对比,浸入式过渡层有限元程序的可行性和有效性得到证明。同时,通过对比现有改进的浸入式有限元法的计算结果,本文进一步说明了浸入式过渡层有限元法在计算精度和效率方面的优势。3.静脉及其瓣膜与血液的耦合动力学模型建立。本文根据静脉解剖样品的几何特性和材料特性以及血液的流体特性等创建了静脉的几何模型、固体超弹性体本构模型和牛顿黏性流体本构模型,综合考虑了静脉瓣膜和血管及静脉窦的膨胀、收缩等动力学行为特征,实现了静脉-血液耦合动力学模型的描述。4.静脉瓣膜循环（Valve Cycle）的动力学过程分析。在以上工作基础上,本文利用浸入式过渡层有限元法模拟了静脉瓣膜的运动、变形和血液流动过程,研究分析了正常生理条件下静脉壁、瓣膜的动力学特性和血液的流场特性。通过与已有实验结果和数值结果的对比,验证了本文静脉数值模型的有效性,加深了对静脉瓣膜闭合机制（Closure Mechanism）的理解以及静脉功能（防止静脉反流,运输血液）的认识。5.静脉病变对静脉瓣膜和血液动力学特性的影响分析。利用弹性模量异常描述静脉瓣膜和静脉壁的病变,本文研究了不同病变条件下异常的静脉血液流动特性、瓣膜动力学特性,分析了病变位置、病变程度等因素对静脉及瓣膜的动力学行为和血液流动的规律性影响。研究结果表明:瓣膜发生萎缩会引发明显的静脉闭合不全,瓣膜纤维化则会影响静脉的血液运输能力,静脉壁的病变相对瓣膜的病变影响较小,但其对壁面切应力的影响更明显。
杜明雅[9]（2019）在《基于PLIC-VOF算法的汽车主减速器搅油损失研究》文中认为提高汽车传动效率、降低燃油消耗是提升汽车产品品质的关键目标之一,汽车主减速器搅油损失作为汽车总能耗的主要组成部分一直是国内外研究重点。本文以汽车后桥主减速器被动齿轮为研究对象,通过PLIC-VOF算法编程计算、Fluent数值仿真分析、台架实验相结合的方式对齿轮搅油损失机理及能耗特性进行了深入探究。（1）基于PLIC-VOF自由面算法建立了二维圆盘搅油损失计算模型,采用以交错网格法为基础的有限差分法对控制方程进行离散求解,编制二维PLIC-VOF算法对二维圆盘搅油损失计算模型进行数值计算。并利用Fluent分别对二维齿轮和圆盘搅油过程进行了仿真分析,通过对比三种计算模型的流场分布与阻力矩随转速变化特征,验证了二维圆盘计算模型能有效反映齿轮搅油过程的主要特征,PLIC-VOF算法适用于计算低速状态下的齿轮搅油功率损失。进而详细分析了转速、浸油深度、油液粘度对齿轮搅油功率损失的影响规律,研究表明在中速状态下,油液粘度对齿轮搅油功率损失的影响最大。（2）考虑到齿轮侧面以及端面对流动结构的影响,进一步建立了基于三维PLIC-VOF算法的齿轮搅油计算模型。同时建立了三维齿轮搅油仿真模型,并采用Fluent软件中的Realizable k-ε湍流模型与VOF模型对三维齿轮搅油仿真模型进行数值模拟,探明了三维齿轮搅油流动结构。由于PLIC-VOF计算模型未考虑齿形等结构的影响,齿轮搅油损失计算结果比仿真结果略小。（3）设计了带透明桥壳的后桥系统并搭建了相关实验台架,进行了不同转速、浸油深度、油液粘度下的齿轮搅油功率损失实验研究。实验结果与三维计算模型相比,各影响因素下的齿轮搅油功率损失变化趋势与实验结果吻合,但三维计算模型未考虑齿轮啮合等因素的影响导致各单点计算结果数值偏小。本文基于PLIC-VOF自由面算法对二维和三维模型齿轮搅油损失进行深入的理论研究,并结合Fluent仿真分析、实验研究,分析了不同转速、浸油深度、油液粘度下的齿轮搅油损失变化规律以及流场分布,为齿轮搅油损失机理的探究提供理论支撑,对降低汽车油耗有着十分重要的现实意义。
王双强[10]（2019）在《基于浸没式光滑点插值法的流固耦合算法研究》文中研究指明流体与结构相互作用问题是多分支学科的交叉融合,是船舶与海洋工程中最典型的力学问题之一。在新型船舶与海洋工程装备开发过程中,会涉及到各种各样复杂的流固耦合问题,如水下立管的涡激振动问题、液舱晃荡问题及结构物高速入水砰击问题等等,这些问题都对计算技术和计算方法提出了更高的要求。目前任意拉格朗日欧拉（Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE）算法是应用较为广泛的流固耦合数值算法,然而在模拟流固耦合问题涉及到固体大变形、旋转运动及接触现象时,需要进行流域网格调整甚至重新生成,这个过程繁琐耗时且网格的频繁变形导致其质量下降结果精度降低。浸没边界法（Immersed Boundary Method,IBM）采用非贴体网格离散固体边界,避免了移动边界带来的流域网格变形问题,为解决复杂流固耦合问题指引了新的方向并促进了浸没方法的发展。在浸没方法框架内,有限元法（Finite Element Method,FEM）是处理固体运动与变形经常采用的求解器,而传统FEM采用低阶单元时兼容应变连续性差、计算精度低,限制了简单三角形或四面体单元的应用。基于广义梯度光滑技术的光滑点插值法（Smoothed Point Interpolation Method,S-PIM）,结合了 FEM 和无网格法的优势,解决了长久困扰FEM的由于模型刚度过硬带来的一系列问题,显着提高了基于非结构化网格的计算性能,在固体力学线性与非线性问题中表现出良好性能。本文基于浸没方法框架下,耦合基于线性背景网格的S-PIM模拟非线性固体大变形,开发出适用于不同流固耦合问题的数值算法。主要研究内容如下:（1）在详细介绍了 S-PIM的不同光滑域构造格式及非线性固体材料模型和详细求解流程基础上,基于浸没方法框架下耦合S-PIM提出了浸没光滑点插值法（Immersed S-PIM,IS-PIM）。方法采用半隐式特征线分裂（Characteristic-Based Splitting,CBS）算法求解不可压缩粘性流体,通过引入虚拟流体计算耦合力,在处理二维问题时流固两相均采用简单的三角形单元离散,同时构造高阶插值格式用以实现流固界面处信息交换,能够发挥浸没方法处理复杂移动边界时无需网格重构的优势。通过数值算例验证了 IS-PIM在模拟大变形流固耦合问题的准确性和有效性。接着将IS-PEM应用于带分流板的圆柱尾流控制问题,考虑了与圆柱不同间距的分流板分别为刚性和柔性及单体和双体时平均阻力系数和斯托哈尔数变化趋势,分析了相应情况下分流板抑制圆柱尾涡的生成和脱落机理,同时比较了不同形式下分流板减阻效果及变化规律。（2）在IS-PIM基础上,通过进一步采用点基局部光滑点插值法（Node-based Partly S-PIM,NPS-PIM）作为固体求解器,提出了浸没点基局部光滑点插值法。NPS-PIM将模型软化程度较高的点基光滑点插值法和模型刚度偏硬的FEM相结合,基于点基局部梯度光滑技术得到适当软化的模型刚度非常接近精确解刚度,进而提高了流固耦合模型模拟大变形固体的准确性。尤其是在模拟固体扭曲变形严重的流固耦合问题时,流固耦合模型中因固体模型刚度不同会导致位移结果的显着差异,而本文提出的浸没点基局部光滑点插值法仍然能够提供与参考解非常接近的数值结果。（3）针对CBS算法作为流体求解器需要求解压力泊松方程、非常耗时并且占用大量计算资源的问题,采用演化方程简单且计算高效的格子玻尔兹曼法（Lattice Boltzmann Method,LBM）作为流体求解器,提出了 LBM与S-PIM耦合算法。在模拟不可压缩粘性流体流动时,LBM计算时间远远小于CBS,同时结果准确性也好于CBS的结果。数值结果显示,本文提出的LBM与S-PIM耦合算法在浸没方法框架下能够有效处理复杂移动边界,在较大的流固网格比范围内能够保持数值稳定性,计算简单效率高,在相同条件下比LBM与FEM耦合算法的结果精度高,具有大规模计算的潜力。（4）为有效模拟自由液面翻卷与破碎等强非线性流固耦合问题,利用光滑粒子水动力学（Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH）法作为流体求解器,提出了 SPH 与 S-PIM耦合算法。与IS-PIM中虚拟流体引入方式相同,在固体域内引入虚粒子利于施加流固耦合条件,采用改进的耦合动力学边界条件处理固壁,采用密度正则化改进压力结果,提高了压力场求解的稳定性。在溃坝、晃荡和高速入水砰击问题中,验证了 SPH与S-PIM耦合算法能够有效地处理同时涉及自由液面大变形和固体大变形的流固耦合问题。
二、THE UPWIND OPERATOR SPLITTING FINITE DIFFERENCE METHOD FOR COMPRESSIBLE TWO-PHASE DISPLACEMENT PROBLEM AND ANALYSIS（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、THE UPWIND OPERATOR SPLITTING FINITE DIFFERENCE METHOD FOR COMPRESSIBLE TWO-PHASE DISPLACEMENT PROBLEM AND ANALYSIS（论文提纲范文）
（1）海水-TI饱和海床动力Green函数及海上桩承风机地震响应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与选题意义 |
| 1.2 饱和多孔弹性介质动力响应的研究现状 |
| 1.3 横观各向同性地基动力响应的研究现状 |
| 1.4 流体声源-饱和多孔介质耦合动力响应研究现状 |
| 1.5 海上桩承风机地震响应研究现状 |
| 1.5.1 桩基础地震响应研究现状 |
| 1.5.2 水下结构动水效应研究现状 |
| 1.5.3 海上风机地震响应研究现状 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第二章 表面荷载作用下海水-海床中动力Green函数研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 计算模型 |
| 2.3 控制方程 |
| 2.3.1 流体控制方程 |
| 2.3.2 海床土控制方程 |
| 2.4 方程的求解 |
| 2.4.1 横观各向同性饱和海床土动力响应 |
| 2.4.2 海水动力响应 |
| 2.5 Green函数的确定 |
| 2.5.1 边界条件 |
| 2.5.2 三种不同的荷载作用形式 |
| 2.5.3 不同荷载形式的Green函数 |
| 2.6 算例分析 |
| 2.6.1 解的退化与验证 |
| 2.6.2 竖向圆盘荷载作用下参数影响分析 |
| 2.6.3 竖向环形荷载/点荷载作用下参数影响分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 点声源脉冲作用下海水时域响应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算模型 |
| 3.3 海水控制方程 |
| 3.4 方程的求解 |
| 3.4.1 海水控制方程的求解 |
| 3.4.2 有限深海水动力响应 |
| 3.4.3 半空间海水动力响应 |
| 3.4.4 全空间海水动力响应 |
| 3.4.5 水底柔性反射边界下海水动力响应 |
| 3.4.6 波场特征分析 |
| 3.5 算例分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 横观各向同性海床土中斜群桩支承风机地震响应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高承台斜群桩支承海上风机模型的建立 |
| 4.2.1 风机模型建立 |
| 4.2.2 海床土材料本构模型 |
| 4.2.3 海水层动水压力模拟 |
| 4.2.4 地震波施加及阻尼设置 |
| 4.3 群桩基础内力包络图及叶片位移时程 |
| 4.4 海床土各向异性程度影响分析 |
| 4.4.1 弹性模量比的影响 |
| 4.4.2 剪切模量比的影响 |
| 4.5 群桩影响因素分析 |
| 4.5.1 斜桩倾斜度的影响 |
| 4.5.2 桩径的影响 |
| 4.6 近断层脉冲效应对风机地震响应的影响 |
| 4.6.1 近断层脉冲型地震波的选取 |
| 4.6.2 近断层脉冲型地震波作用下风机地震响应 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间研究成果 |
| 致谢 |
（2）航海模拟器中基于物理模型的海洋场景建模（论文提纲范文）
| 创新点摘要 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外相关研究现状及进展 |
| 1.2.1 海洋场景建模方法研究现状及进展 |
| 1.2.2 SPH方法的研究现状及进展 |
| 1.3 航海虚拟场景中海洋场景建模存在的问题及解决思路 |
| 1.4 本文主要研究内容与章节安排 |
| 2 海浪运动建模与SPH基本理论 |
| 2.1 海浪运动控制方程组 |
| 2.2 SPH基本理论 |
| 2.2.1 场函数的SPH表示 |
| 2.2.2 核函数 |
| 2.2.3 矢量场散度的SPH表示 |
| 2.2.4 标量场梯度的SPH表示 |
| 2.2.5 拉普拉斯算子的SPH表示 |
| 2.2.6 误差分析 |
| 2.3 控制方程的SPH离散 |
| 2.3.1 连续性方程的SPH离散 |
| 2.3.2 动量方程的SPH离散 |
| 2.3.3 时间积分 |
| 2.3.4 算子分裂 |
| 2.3.5 基于状态方程的SPH框架 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于不可压缩SPH的海浪模拟框架 |
| 3.1 不可压缩性 |
| 3.2 压力Poisson方程 |
| 3.3 Divergence-Free SPH |
| 3.3.1 速度散度解算器 |
| 3.3.2 恒定密度解算器 |
| 3.3.3 DFSPH算法流程 |
| 3.3.4 不可压缩性验证 |
| 3.4 Hybrid SPH |
| 3.4.1 密度约束解算器 |
| 3.4.2 Hybrid SPH算法流程 |
| 3.4.3 不可压缩性验证 |
| 3.5 Divergence-Free PBF |
| 3.5.1 速度散度约束解算器 |
| 3.5.2 不可压缩性验证 |
| 3.6 实验结果与分析 |
| 3.6.1 解算时间分析 |
| 3.6.2 收敛性分析 |
| 3.6.3 时间步长分析 |
| 3.6.4 仿真效果展示 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 边界处理与流固交互场景建模 |
| 4.1 三维Poisson盘采样 |
| 4.1.1 生成采样初始点集 |
| 4.1.2 网格划分 |
| 4.1.3 表面采样 |
| 4.1.4 采样结果展示 |
| 4.2 边界处理模型 |
| 4.2.1 粒子密度修正 |
| 4.2.2 控制方程修正 |
| 4.2.3 约束修正 |
| 4.2.4 刚体运动模型 |
| 4.3 仿真效果展示 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于SPH框架的海上溢油与风场建模 |
| 5.1 粒子数密度模型 |
| 5.1.1 粒子密度修正 |
| 5.1.2 控制方程修正 |
| 5.1.3 约束修正 |
| 5.2 随机脉冲风场建模 |
| 5.2.1 基于Perlin噪声的风场扰动 |
| 5.2.2 风速的垂向衰减 |
| 5.2.3 脉动风场 |
| 5.3 仿真结果展示 |
| 5.3.1 海上溢油场景仿真结果 |
| 5.3.2 随机脉冲风场仿真结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 面向SPH框架的海洋表面重构 |
| 6.1 多边形表面网格重构 |
| 6.1.1 基于Level set方法的表面定义 |
| 6.1.2 隐式表面的多边形化 |
| 6.2 屏幕空间流体 |
| 6.2.1 深度纹理 |
| 6.2.2 深度纹理滤波 |
| 6.2.3 各向异性深度纹理 |
| 6.2.4 重建观察空间位置与法向量 |
| 6.2.5 厚度图 |
| 6.3 仿真结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（3）张紧式锚泊单浮箱的水动力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3 本文主要研究内容和方法 |
| 2 波浪与张紧式锚泊浮体相互作用的数值分析模型 |
| 2.1 控制方程 |
| 2.2 湍流模型 |
| 2.3 数值处理方法 |
| 2.4 浮体的受力及运动方程 |
| 2.5 动网格 |
| 2.6 微幅波理论 |
| 2.7 UDF功能 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 张紧式锚泊单浮箱的物理模型试验分析 |
| 3.1 模型试验准备 |
| 3.2 试验结果历时分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 张紧式锚泊单浮箱数值模型研究 |
| 4.1 数值模型的建立 |
| 4.2 数值模拟结果验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 张紧式锚泊单浮箱的水动力特性分析 |
| 5.1 浮箱迎浪面动水压力影响因素分析 |
| 5.2 锚链拉力影响因素分析 |
| 5.3 透射系数影响因素分析 |
| 5.4 流场结构分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（4）大气边界层中风机流场及改进谱方法数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 风电气象学 |
| 1.2.1 定义与发展历史 |
| 1.2.2 风场的物理模型 |
| 1.2.3 风机尾流模型 |
| 1.3 复杂环境中的风机流场研究进展 |
| 1.3.1 山地风机流场研究 |
| 1.3.2 海上风能流场研究 |
| 1.4 本文研究意义及主要研究内容 |
| 第2章 平原风场数值模拟与边界层湍流来流生成 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 平原风场的傅里叶基谱大涡模拟方法 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 空间离散方案与壁面模型 |
| 2.2.3 时间演化方案与压力泊松方程 |
| 2.3 算法验证:平板槽道流 |
| 2.3.1 低雷诺数平板湍流的直接数值模拟(Re = 3300, Re_τ= 180) |
| 2.3.2 中雷诺数平板湍流的壁面解析数值模拟(Re = 13800, Re_τ=640) |
| 2.3.3 高雷诺数平板湍流的壁面模化大涡模拟(Re = 138000, Re_τ=5200) |
| 2.4 边界层湍流来流生成 |
| 2.4.1 基于傅里叶变换的各向同性平稳随机湍流合成方法 |
| 2.4.2 人工合成湍流的雷诺应力修正方法 |
| 2.4.3 预模拟湍流与人工合成湍流的自保持性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 平原风机尾流自相似性发展机理大涡模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 平原风机流场数值模拟框架 |
| 3.2.1 考虑风机作用的平原风场大涡模拟方法 |
| 3.2.2 致动线法与机舱塔架模型 |
| 3.2.3 机舱塔架模型 |
| 3.2.4 吉布斯现象的抑制方法 |
| 3.3 算法验证 |
| 3.3.1 吉布斯现象抑制方法验证 |
| 3.3.2 平原单风机尾流模拟 |
| 3.4 平原单风机尾流自相似性发展机理 |
| 3.4.1 平均速度亏损中的自相似性 |
| 3.4.2 雷诺应力中的自相似性 |
| 3.4.3 平均动量方程与边界层方程 |
| 3.4.4 尾流游荡与叶尖涡的碰撞假说 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 山地风机流场的大涡模拟研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 山地风机流场数值模拟框架 |
| 4.2.1 曲线坐标系下的控制方程 |
| 4.2.2 时间演化方案与压力泊松方程 |
| 4.2.3 粗糙曲面上的代数型与积分型壁面模型 |
| 4.2.4 拉格朗日平均、尺度相关的动态亚格子应力模型 |
| 4.3 算法验证:积分型壁面模型和LASD动态模型在平板湍流大涡模拟中的应用 |
| 4.4 山地风场数值实验设置 |
| 4.4.1 用于山地风场模拟的湍流来流 |
| 4.4.2 风机参数设置 |
| 4.4.3 山地风场工况设置 |
| 4.5 结果与讨论 |
| 4.5.1 准三维高斯山体上方风场特性 |
| 4.5.2 数值模型参数对山地风场模拟的影响 |
| 4.5.3 山地中的风机尾流特征 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 海上风机阵列流场的大涡模拟研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 波浪的数值模拟 |
| 5.2.1 水体和自由水面运动的控制方程 |
| 5.2.2 波浪自由表面问题的高阶谱方法 |
| 5.2.3 算法验证:深水表面Stokes波的高阶谱方法模拟 |
| 5.3 海上风机流场模拟框架 |
| 5.4 涌浪中的海上风机阵列流场特性研究 |
| 5.4.1 海上自由风场特性 |
| 5.4.2 固定式和浮式海上风机阵列的风场特性 |
| 5.4.3 风机阵列的尾流游荡与自相似性 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）内弹道精细化建模及其在身管烧蚀磨损研究中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 弹炮相互作用过程的研究现状 |
| 1.3 装药内弹道燃烧过程数值求解的研究现状 |
| 1.4 火炮身管传热及烧蚀磨损研究现状 |
| 1.4.1 身管瞬态热传导过程研究 |
| 1.4.2 身管烧蚀磨损研究 |
| 1.5 本文主要工作 |
| 2 弹带挤进过程数值模拟方法研究 |
| 2.1 固体力学基本控制方程 |
| 2.1.1 物体变形及应力的度量 |
| 2.1.2 质量守恒方程 |
| 2.1.3 动量方程 |
| 2.1.4 能量方程 |
| 2.1.5 描述物体应力应变状态的封闭方程组 |
| 2.2 弹炮耦合过程中的强非线性因素分析 |
| 2.2.1 状态非线性 |
| 2.2.2 几何非线性 |
| 2.2.3 材料本构非线性 |
| 2.3 强非线性固体力学问题数值求解方法 |
| 2.3.1 有限元法 |
| 2.3.2 光滑粒子流体动力学(SPH)方法 |
| 2.3.3 欧拉-拉格朗日耦合(CEL)方法 |
| 2.4 冲击损伤固体力学问题数值求解验证 |
| 2.4.1 计算模型 |
| 2.4.2 计算结果及分析 |
| 2.5 弹带挤进身管身管过程数值模拟 |
| 2.5.1 几何模型 |
| 2.5.2 材料参数 |
| 2.5.3 载荷及边界条件 |
| 2.5.4 计算网格 |
| 2.5.5 计算结果 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 耦合弹炮相互作用的经典内弹道燃烧模型研究 |
| 3.1 经典内弹道基本理论 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 数学模型 |
| 3.2 经典内弹道模型改进 |
| 3.2.1 内弹道过程能量转化分析 |
| 3.2.2 内弹道过程能量方程的改进 |
| 3.2.3 改进后的内弹道方程组 |
| 3.3 耦合计算方法 |
| 3.3.1 发射药膛内燃烧的求解格式 |
| 3.3.2 弹炮结构响应和燃烧系统耦合计算方法 |
| 3.4 计算结果 |
| 3.4.1 基本参数 |
| 3.4.2 有限元网格 |
| 3.4.3 计算结果 |
| 3.5 影响因素分析 |
| 3.5.1 弹带宽度 |
| 3.5.2 弹带强制量 |
| 3.5.3 坡膛锥角 |
| 3.5.4 膛线缠角 |
| 3.6 结构参数对内弹道过程影响的敏感性分析 |
| 3.6.1 正交试验理论 |
| 3.6.2 正交试验设计 |
| 3.6.3 结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 耦合弹炮相互作用的内弹道两相流模型研究 |
| 4.1 两相流内弹道基本方程 |
| 4.1.1 物理过程 |
| 4.1.2 基本假设 |
| 4.1.3 基本方程 |
| 4.1.4 辅助方程 |
| 4.2 火炮膛内多相反应流的耦合求解方法 |
| 4.2.1 装药两相燃烧的求解 |
| 4.2.2 熵修正 |
| 4.2.3 弹底边界单元的处理 |
| 4.2.4 守恒性检查和计算流程 |
| 4.3 模型验证 |
| 4.3.1 求解格式捕捉初始条件间断的能力验证 |
| 4.3.2 求解格式处理源项的能力验证 |
| 4.3.3 求解格式捕捉源项中的间断的能力验证 |
| 4.3.4 耦合处理方法处理移动边界能力的验证 |
| 4.3.5 内弹道标准火炮算例验证 |
| 4.4 计算结果 |
| 4.4.1 基本参数 |
| 4.4.2 计算结果 |
| 4.5 膛内分布载荷的影响分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 耦合身管瞬态热传导的内弹道模型研究 |
| 5.1 身管传传热模型及其求解 |
| 5.1.1 身管传热控制方程 |
| 5.1.2 身管传热过程求解 |
| 5.2 身管传热与经典内弹道理论的耦合模型 |
| 5.2.1 考虑热散失的经典内弹道模型 |
| 5.2.2 基于经典内弹道模型的强制换热边界条件 |
| 5.3 身管传热与两相流内弹道理论的耦合模型 |
| 5.3.1 耦合传热过程的多相燃烧模型 |
| 5.3.2 内弹道后效期的模型 |
| 5.4 耦合计算方法 |
| 5.4.1 经典内弹道模型耦合求解 |
| 5.4.2 内弹道多相流模型耦合求解 |
| 5.5 结果分析 |
| 5.5.1 基本参数 |
| 5.5.2 结构网格离散 |
| 5.5.3 计算结果 |
| 5.6 传热与内弹道过程的相互影响 |
| 5.6.1 经典内弹道模型 |
| 5.6.2 两相流内弹道模型 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 身管烧蚀磨损与装药内弹道燃烧耦合预测研究 |
| 6.1 身管内壁烧蚀磨损概述 |
| 6.1.1 身管内壁烧蚀过程 |
| 6.1.2 身管内壁磨损过程 |
| 6.2 身管烧蚀磨损对内弹道过程的影响 |
| 6.2.1 身管烧蚀磨损对内弹道过程的影响 |
| 6.2.2 身管不同寿命期内弹道性能一致性控制方法 |
| 6.3 身管烧蚀磨损与内弹道过程耦合计算框架 |
| 6.3.1 烧蚀磨损耦合计算框架 |
| 6.3.2 身管网格退化更新策略 |
| 6.4 基于经验公式的身管内壁退化耦合计算模型 |
| 6.4.1 身管内壁烧蚀磨损退化模型 |
| 6.4.2 身管内壁退化量计算及结果分析 |
| 6.4.3 射击频率对身管内壁烧蚀磨损的影响 |
| 6.5 身管内壁磨损退化机理定性分析 |
| 6.5.1 磨损模型 |
| 6.5.2 身管内壁磨损趋势分析 |
| 6.5.3 身管内壁磨损机理分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结束语 |
| 7.1 论文主要工作 |
| 7.2 论文主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（6）海上风电半潜式平台水动力性能分析及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 风电平台分类和应用现状 |
| 1.2.1 固定式基础 |
| 1.2.2 浮式基础 |
| 1.3 海上风电平台国内外研究现状 |
| 1.4 本论文研究的主要内容 |
| 2 浮式平台的试验设计与研究 |
| 2.1 模型试验相似理论及缩尺比的选取 |
| 2.1.1 模型试验相似理论 |
| 2.1.2 模型缩尺比的选取 |
| 2.2 平台及锚泊系统介绍 |
| 2.2.1 WindFloat平台设计参数 |
| 2.2.2 系泊系统介绍 |
| 2.3 试验条件及仪器 |
| 2.3.1 试验条件 |
| 2.3.2 试验设备及仪器 |
| 2.4 试验工况设置 |
| 2.4.1 静水试验工况设置 |
| 2.4.2 规则波试验工况设置 |
| 2.5 试验结果与分析 |
| 2.5.1 静水试验结果与分析 |
| 2.5.2 规则波试验结果与分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 数值计算理论基础及软件介绍 |
| 3.1 流体运动控制方程 |
| 3.1.1 质量守恒方程 |
| 3.1.2 动量守恒方程 |
| 3.2 湍流模型 |
| 3.2.1 标准k-ε湍流模型 |
| 3.2.2 RNGk-ε模型 |
| 3.2.3 Realizablek-ε模型 |
| 3.3 数值离散方法 |
| 3.3.1 有限差分法 |
| 3.3.2 有限元法 |
| 3.3.3 有限体积法 |
| 3.4 本文所用软件介绍 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 数值模型计算与分析 |
| 4.1 数值模型的构建 |
| 4.1.1 计算域的设定 |
| 4.1.2 网格划分 |
| 4.1.3 物理模型设置 |
| 4.1.4 边界条件和求解设置 |
| 4.2 网格和时间步影响分析 |
| 4.2.1 网格影响分析 |
| 4.2.2 时间步影响分析 |
| 4.3 WindFloat平台计算结果与分析 |
| 4.3.1 静水试验计算结果对比分析 |
| 4.3.2 规则波试验计算结果对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 新型一体式阻尼板平台运动响应对比分析 |
| 5.1 新型一体式阻尼板平台介绍 |
| 5.2 不同构型平台静水运动响应分析 |
| 5.2.1 数值计算结果分析 |
| 5.2.2 垂荡运动涡量场分析 |
| 5.3 不同构型平台规则波下运动响应分析 |
| 5.4 不同构型平台在风浪条件下运动响应分析 |
| 5.4.1 计算域与工况参数设定 |
| 5.4.2 不同构型平台在风浪条件下时域运动响应计算结果 |
| 5.4.3 不同构型平台在风浪条件下运动响应数据分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 风浪条件及系泊系统对平台运动的影响分析 |
| 6.1 粘性修正理论介绍 |
| 6.1.1 粘性修正理论介绍 |
| 6.1.2 粘性修正后计算结果对比与分析 |
| 6.2 波向角对平台运动的影响分析 |
| 6.2.1 波浪入射角度和系泊系统参数设置 |
| 6.2.2 不同波向角计算结果与分析 |
| 6.3 水深对平台运动的影响分析 |
| 6.3.1 水深参数设置与平台运动响应计算结果 |
| 6.3.2 不同水深下平台运动响应数据分析 |
| 6.4 系泊缆长度对平台运动的影响 |
| 6.4.1 系泊缆长度设置与平台运动响应计算结果 |
| 6.4.2 不同系泊缆长度下平台运动响应数据分析 |
| 6.5 系泊缆数量对平台运动的影响 |
| 6.5.1 系泊缆数量设置 |
| 6.5.2 不同系泊缆数量下平台运动响应数据分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）井底恒压法控压钻井波动压力计算与气侵控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究综述 |
| 1.2.1 起下钻波动压力研究现状 |
| 1.2.2 气侵井筒多相流流动规律研究现状 |
| 1.2.3 钻井节流阀国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第二章 起下钻过程井筒稳态波动压力模型研究 |
| 2.1 同心环空起下钻过程稳态波动压力计算模型 |
| 2.1.1 同心环空计算模型的建立 |
| 2.1.2 同心环空模型方程的求解 |
| 2.2 偏心环空起下钻过程稳态波动压力计算模型 |
| 2.2.1 偏心环空计算模型的建立 |
| 2.2.2 偏心环空模型方程的求解 |
| 2.3 起下钻过程稳态波动压力计算模型的有效性验证 |
| 2.3.1 同心环空计算模型的验证 |
| 2.3.2 偏心环空计算模型的验证 |
| 2.4 起下钻过程稳态波动压力影响因素分析 |
| 2.4.1 环空流速分布及影响因素分析 |
| 2.4.2 钻具速度的影响规律 |
| 2.4.3 钻井液参数的影响规律 |
| 2.4.4 环空几何参数的影响规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 起下钻过程井筒瞬态波动压力模型研究 |
| 3.1 起下钻过程井筒瞬态波动压力方程的建立 |
| 3.1.1 瞬态波动压力基本方程 |
| 3.1.2 瞬态波动压力新方程 |
| 3.2 起下钻过程瞬态波动压力新方程的求解 |
| 3.2.1 新方程的特征线和相容方程 |
| 3.2.2 利用Roe算法求解新方程 |
| 3.3 起下钻过程瞬态波动压力计算模型的验证 |
| 3.3.1 利用Burkhardt现场测量数据验证模型 |
| 3.3.2 利用Clark现场测量数据验证模型 |
| 3.4 起下钻瞬态波动压力影响因素分析 |
| 3.4.1 钻井液参数的影响规律 |
| 3.4.2 井筒参数的影响规律 |
| 3.4.3 钻具运动参数的影响规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 CBHP控压钻井气侵井筒瞬态多相流动规律研究 |
| 4.1 气侵井筒瞬态气液两相流动模型的建立 |
| 4.1.1 气侵井筒瞬态气液两相流动基本模型的建立 |
| 4.1.2 双流体模型 |
| 4.1.3 漂移流模型 |
| 4.2 压力波在气侵井筒气液两相流动中的传播速度 |
| 4.2.1 压力波在井筒气液两相流中传播速度方程 |
| 4.2.2 压力波传播速度影响因素分析 |
| 4.1.3 压力波传播速度算例分析 |
| 4.3 气侵井筒瞬态气液两相流动方程的求解 |
| 4.3.1 求气液两相流动方程组的系数雅可比矩阵 |
| 4.3.2 求雅可比矩阵的近似线性化矩阵 |
| 4.3.3 采用Roe算法求解方程组 |
| 4.4 气侵井筒瞬态多相流动模型的模拟分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 CBHP控压钻井井筒气侵控制方案研究 |
| 5.1 气侵检测阶段 |
| 5.1.1 初始井口回压的影响 |
| 5.1.2 气层渗透率的影响 |
| 5.1.3 气层孔隙度的影响 |
| 5.1.4 气层压力的影响 |
| 5.1.5 机械钻速的影响 |
| 5.2 井底恒压法控压钻井的气侵控制方案 |
| 5.2.1 增大井口回压方案 |
| 5.2.2 增大泥浆泵排量方案 |
| 5.2.3 组合方案 |
| 5.2.4 关井后循环排气方案 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 CBHP控压钻井回压控制节流阀模型研究 |
| 6.1 楔形节流阀压降计算模型 |
| 6.1.1 楔形节流阀最小过流面积的计算 |
| 6.1.2 楔形节流阀压降计算 |
| 6.2 楔形节流阀节流压降规律分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 结论与建议 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 建议 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文及科研情况 |
| 致谢 |
（8）基于过渡层改进的浸入式有限元法及其在静脉瓣病理行为研究中的应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 静脉学问题的研究背景及意义 |
| 1.2 静脉动力学行为的研究现状 |
| 1.3 流-固耦合方法的特点与发展现状 |
| 1.3.1 流-固耦合方法的特点 |
| 1.3.2 流-固耦合方法的发展现状 |
| 1.4 浸入式有限元法的特点、发展现状与发展趋势 |
| 1.4.1 浸入式有限元法的特点 |
| 1.4.2 浸入式有限元法的发展现状和应用 |
| 1.4.3 浸入式有限元法的发展趋势 |
| 1.5 本文研究的目的和主要内容 |
| 第2章 经典浸入式有限元理论及程序实现 |
| 2.1 浸入式有限元的基本思想 |
| 2.1.1 基本概念 |
| 2.1.2 主要假设 |
| 2.1.3 基本思路 |
| 2.2 浸入式有限元的理论方程及离散格式 |
| 2.2.1 基本控制方程 |
| 2.2.2 有限元离散格式 |
| 2.3 浸入式有限元的程序实现 |
| 2.3.1 程序框架和模块 |
| 2.3.2 算例验证 |
| 2.4 浸入式有限元理论中存在的问题 |
| 2.4.1 经典理论中存在的问题 |
| 2.4.2 现有理论的改进 |
| 2.4.3 仍有待改进的内容 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 浸入式过渡层有限元的基本理论 |
| 3.1 浸入式过渡层有限元的改进 |
| 3.1.1 空域—虚拟流体的替代 |
| 3.1.2 过渡层的引入 |
| 3.1.3 动量补偿 |
| 3.1.4 黏附接触作用的考虑 |
| 3.2 浸入式过渡层有限元理论的建立 |
| 3.2.1 流体基本控制方程 |
| 3.2.2 固体基本控制方程 |
| 3.2.3 流-固耦合处的插值方程 |
| 3.2.4 黏附接触算法方程 |
| 3.3 有限元离散格式 |
| 3.3.1 流体动力学方程的有限元格式 |
| 3.3.2 固体动力学方程的有限元格式 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 浸入式过渡层有限元程序的实现与关键技术 |
| 4.1 浸入式过渡层有限元的程序框架 |
| 4.1.1 算法流程 |
| 4.1.2 有限元程序实现流程 |
| 4.2 浸入过渡层有限元程序的核心模块 |
| 4.2.1 流体求解器 |
| 4.2.2 固体求解器 |
| 4.2.3 流-固耦合求解器 |
| 4.3 浸入式过渡层有限元的关键技术 |
| 4.3.1 过渡层流体的有限元模型 |
| 4.3.2 流-固耦合的插值策略 |
| 4.3.3 动量补偿的预估-修正 |
| 4.3.4 黏附接触模块的引入 |
| 4.4 算法效率的验证 |
| 4.5 浸入式过渡层有限元法的算例验证 |
| 4.5.1 固体求解器的验证 |
| 4.5.2 黏附接触模块的验证 |
| 4.5.3 刚性体固定的流-固耦合算例 |
| 4.5.4 刚性体移动的流-固耦合算例 |
| 4.5.5 线弹性体变形的流-固耦合算例 |
| 4.5.6 超弹性体变形的流-固耦合算例 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于浸入式过渡层有限元法的静脉动力学行为研究 |
| 5.1 静脉的数值模型的建立 |
| 5.1.1 几何模型 |
| 5.1.2 材料模型 |
| 5.1.3 有限元模型 |
| 5.2 健康静脉的瓣膜循环动力学行为 |
| 5.2.1 正常的静脉瓣膜循环 |
| 5.2.2 静脉的运动特性分析 |
| 5.2.3 血液的流体力学分析 |
| 5.2.4 静脉的功能性分析 |
| 5.3 静脉数值模型的参数分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于浸入式过渡层有限元法的静脉病理行为研究 |
| 6.1 瓣膜病变对静脉动力学行为的影响 |
| 6.1.1 瓣膜病变的考虑 |
| 6.1.2 瓣膜病变对静脉变形的影响规律分析 |
| 6.1.3 瓣膜病变对血液流动的影响规律分析 |
| 6.1.4 瓣膜病变对壁面切应力的影响规律分析 |
| 6.1.5 讨论 |
| 6.2 静脉壁病变对静脉动力学行为的影响 |
| 6.2.1 静脉壁病变的考虑 |
| 6.2.2 静脉壁病变对静脉变形的影响规律分析 |
| 6.2.3 静脉壁病变对血液流动的影响规律分析 |
| 6.2.4 静脉壁病变对壁面切应力的影响规律分析 |
| 6.2.5 讨论 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读博士学位期间所发表的论文 |
| 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 |
（9）基于PLIC-VOF算法的汽车主减速器搅油损失研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 齿轮搅油损失国内外研究现状 |
| 1.2.2 两相流自由面算法国内外研究现状 |
| 1.3 课题来源与研究意义 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 研究意义 |
| 1.4 本文主要研究内容、拟解决关键问题 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 拟解决的关键问题及创新点 |
| 1.4.3 技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 基于PLIC-VOF算法的二维齿轮搅油损失理论建模及求解 |
| 2.1 两相流自由面算法简介 |
| 2.2 二维齿轮搅油损失计算模型建立 |
| 2.2.1 二维齿轮搅油损失几何模型 |
| 2.2.2 控制方程 |
| 2.2.3 初始条件及边界条件 |
| 2.2.4 齿轮搅油功率损失理论公式 |
| 2.3 二维齿轮搅油损失计算模型求解 |
| 2.3.1 二维PLIC-VOF算法 |
| 2.3.2 方程组离散 |
| 2.3.3 参数的选取 |
| 2.4 二维齿轮搅油损失计算模型验证 |
| 2.4.1 二维齿轮搅油仿真模型 |
| 2.4.2 参数设置 |
| 2.4.3 PLIC-VOF算法模型验证 |
| 2.5 结果分析 |
| 2.5.1 不同油液粘度下的能耗特性分析 |
| 2.5.2 不同浸油深度下的能耗特性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 三维主减速器搅油损失机理及能耗特性分析计算 |
| 3.1 三维齿轮搅油损失计算模型建立 |
| 3.1.1 三维齿轮搅油损失几何模型 |
| 3.1.2 控制方程 |
| 3.1.3 边界条件及初始条件 |
| 3.1.4 三维齿轮搅油损失理论公式 |
| 3.2 三维齿轮搅油损失计算模型求解 |
| 3.2.1 三维PLIC-VOF算法 |
| 3.2.2 方程离散 |
| 3.3 三维齿轮搅油损失计算模型验证 |
| 3.3.1 三维齿轮搅油损失仿真模型 |
| 3.3.2 齿轮搅油损失阻力矩对比 |
| 3.4 仿真结果分析 |
| 3.4.0 三维齿轮搅油流动结构分析 |
| 3.4.1 齿轮搅油压力场分析 |
| 3.4.2 齿轮搅油润滑分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 后桥主减速器搅油损失实验研究 |
| 4.1 后桥台架搭建 |
| 4.1.1 实验台架与设备 |
| 4.1.2 实验方案设计 |
| 4.2 实验验证与结果分析 |
| 4.2.1 实验结果分析 |
| 4.2.2 三维流动结构对比分析 |
| 4.2.3 齿轮搅油阻力矩对比分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究的不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间的学术成果 |
（10）基于浸没式光滑点插值法的流固耦合算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 英文简写及中英文全称 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 流固耦合算法研究进展和现状 |
| 1.2.1 流固耦合问题分类 |
| 1.2.2 单向耦合和双向耦合 |
| 1.2.3 统一方式和分区方式求解 |
| 1.2.4 相容性网格、非相容性网格(浸没边界法)、重叠网格和粒子法 |
| 1.3 空间离散算法研究进展和现状 |
| 1.3.1 有限差分法的应用 |
| 1.3.2 有限体积法的应用 |
| 1.3.3 有限元法的应用 |
| 1.3.4 格子玻尔兹曼法的应用 |
| 1.3.5 光滑粒子水动力法的应用 |
| 1.3.6 光滑有限元法的应用 |
| 1.3.7 光滑点插值法的应用 |
| 1.4 本文主要研究思路与内容 |
| 2 光滑点插值法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光滑域构造格式 |
| 2.2.1 点基光滑域构造 |
| 2.2.2 边基光滑域构造 |
| 2.2.3 面基光滑域构造 |
| 2.3 点插值法选点方案 |
| 2.4 梯度光滑技术 |
| 2.5 几何非线性固体材料模型 |
| 2.5.1 格林应变 |
| 2.5.2 Saint Venant-Kirchhoff模型 |
| 2.5.3 Mooney-Rivlin模型 |
| 2.6 固体求解流程 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 浸没光滑点插值法及应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 浸没方法框架 |
| 3.2.1 虚拟流体引入 |
| 3.2.2 控制方程分解 |
| 3.3 不可压缩粘性流体求解 |
| 3.4 流固耦合条件施加 |
| 3.4.1 流固耦合速度条件 |
| 3.4.2 计算流固耦合力 |
| 3.5 IS-PIM程序求解流程 |
| 3.6 数值算例 |
| 3.6.1 流域中自由下落的圆盘 |
| 3.6.2 流域中变形梁问题 |
| 3.6.3 圆柱后接弹性板的涡激振动问题 |
| 3.7 带分流板的圆柱尾流控制问题 |
| 3.7.1 计算模型 |
| 3.7.2 结果分析 |
| 3.7.3 减阻效果比较 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 浸没点基局部光滑点插值法及应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 点基局部光滑点插值法 |
| 4.2.1 点基局部光滑域构造 |
| 4.2.2 点基局部光滑点插值法特性 |
| 4.3 数值算例 |
| 4.3.1 流域内变形梁问题 |
| 4.3.2 周期性流动驱动弹性梁问题 |
| 4.3.3 圆柱后接弹性板的涡激振动问题 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 格子玻尔兹曼法与光滑点插值法耦合算法及应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 格子玻尔兹曼法 |
| 5.2.1 格子玻尔兹曼方程 |
| 5.2.2 格子速度模型 |
| 5.2.3 固壁边界条件施加 |
| 5.3 流固耦合力求解 |
| 5.4 LBM与S-PIM耦合算法程序求解流程 |
| 5.5 数值算例 |
| 5.5.1 流体求解器LBM与CBS计算对比 |
| 5.5.2 顶腔驱动流体作用于超弹性墙问题 |
| 5.5.3 流域内弹性梁问题 |
| 5.5.4 圆柱后接弹性板的涡激振动问题 |
| 5.5.5 三维流域内球体沉降问题 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 光滑粒子水动力法与光滑点插值法耦合算法及应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 弱可压SPH算法 |
| 6.2.1 控制方程 |
| 6.2.2 SPH离散公式 |
| 6.2.3 控制方程离散 |
| 6.2.4 密度正则化 |
| 6.2.5 自由液面判断条件 |
| 6.2.6 固壁边界条件 |
| 6.2.7 时间积分方案 |
| 6.3 WCSPH与S-PIM耦合算法程序求解流程 |
| 6.4 数值算例 |
| 6.4.1 溃坝流作用于弹性挡板问题 |
| 6.4.2 坍塌的水柱冲击挡板问题 |
| 6.4.3 横摇舱中液体晃荡问题 |
| 6.4.4 高速入水砰击问题 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
四、THE UPWIND OPERATOR SPLITTING FINITE DIFFERENCE METHOD FOR COMPRESSIBLE TWO-PHASE DISPLACEMENT PROBLEM AND ANALYSIS（论文参考文献）
- [1]海水-TI饱和海床动力Green函数及海上桩承风机地震响应研究[D]. 赵仓龙. 太原理工大学, 2021(01)
- [2]航海模拟器中基于物理模型的海洋场景建模[D]. 李海江. 大连海事大学, 2020(01)
- [3]张紧式锚泊单浮箱的水动力特性研究[D]. 王钰. 山东科技大学, 2020(06)
- [4]大气边界层中风机流场及改进谱方法数值模拟研究[D]. 吕品. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [5]内弹道精细化建模及其在身管烧蚀磨损研究中的应用[D]. 胡朝斌. 南京理工大学, 2020(01)
- [6]海上风电半潜式平台水动力性能分析及优化[D]. 曲世达. 大连理工大学, 2019(03)
- [7]井底恒压法控压钻井波动压力计算与气侵控制研究[D]. 屈俊波. 东北石油大学, 2019(01)
- [8]基于过渡层改进的浸入式有限元法及其在静脉瓣病理行为研究中的应用[D]. 刘翔. 武汉理工大学, 2019(07)
- [9]基于PLIC-VOF算法的汽车主减速器搅油损失研究[D]. 杜明雅. 武汉理工大学, 2019(07)
- [10]基于浸没式光滑点插值法的流固耦合算法研究[D]. 王双强. 大连理工大学, 2019(01)