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基于界面重构的三维弹塑性MMALE计算方法
郭少冬, 周海兵, 熊俊
计算物理    2024, 41 (5): 607-618.   DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8799
摘要137)   HTML0)    PDF (8503KB)(341)   

针对弹塑性流体特点, 通过弹塑性混合网格封闭模型、三维大变形网格上界面重构以及保物理特性弹塑性量重映方法等技术, 给出一种适应弹塑性流体的三维MMALE(multi-material arbitrary Lagragian-Eulerian)算法。首先, 在混合网格封闭模型方面, 针对传统体模量加权模型应用于弹塑性流体导致的压力不平衡问题, 通过引入松弛机制和自适应松弛系数, 实现压力平衡, 同时该封闭模型无须迭代, 避免了在迭代过程可能遇到的不收敛问题, 提升了健壮性; 在界面重构方面, 针对三维多面体网格由于变形及三维特殊性导致的守恒性问题, 通过引入逐级表面三角化算法, 实现了适应三维任意多面体网格上的严格守恒的界面重构。在弹塑性量重映方面, 针对偏应力按分量重映后导致的张量性质破坏, 应变能不守恒的问题, 通过引入对应力张量不变量的重映, 实现重映后应力不破坏屈服准则, 并保持应变能的守恒性。最后, 采用MMALE算法对典型算例进行数值模拟, 验证了其正确性和处理大变形问题的健壮性。

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基于界面捕捉的三维多介质辐射流体力学方程MMALE计算方法
郭少冬, 贾祖朋, 熊俊, 周海兵
计算物理    2018, 35 (2): 127-137.   DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7599
摘要582)   HTML5)    PDF (6612KB)(1686)   
针对界面重构产生的混合介质网格,建立基于能量守恒的子网格封闭模型,给出基于混合介质网格上的三维扩散方程求解方法.在此基础上,结合界面重构和流体力学方程MMALE (multi-material arbitrary Lagrangian-Eulerian)算法,给出一种针对三维辐射流体力学的MMALE计算方法.采用解析解算例,验证算法的正确性和精度.通过对典型辐射驱动问题的模拟,展示方法的健壮性.
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三维非匹配网格上的扩散方程数值求解
郭少冬, 章明宇, 周海兵, 熊俊, 张树道
计算物理    2017, 34 (1): 19-28.  
摘要532)   HTML0)    PDF (2167KB)(1895)   
将子网格剖分的支撑算子方法,拓展应用于三维非匹配网格上的扩散方程求解.算例表明该方法在正交非匹配网格上能够精确获得线性解;在一般非匹配网格上可以达到二阶精度;在求解曲面网格和节点不共面网格时,精度比平面近似的方法要高,也可以达到2阶精度,同时也适合求解含有物质界面的混合介质网格.
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三维光滑接触界面上的分配参数滑移面算法
姜玉曦, 周海兵, 熊俊, 刘文韬
计算物理    2015, 32 (4): 386-394.  
摘要322)      PDF (3136KB)(1148)   
针对三维滑移界面上的分配参数滑移算法,提出一种三维滑移面光滑目的 ,仅根据单元面顶点的坐标和法向等局部信息,构造出曲面片边界G1连续(切平面连续),曲面片内C1连续的三维光滑曲面,此目的 为实际的滑移面提供一个准确的几何表达.在此光滑曲面上构建了具有C1连续的法向压力场和质量面密度场.然后在光滑滑移界面上通过Newton-Raphson迭代计算接触点,依据分配参数滑移算法施加接触约束和接触计算.数值算例显示光滑的接触滑移面可以减少滑移节点的振动,提高计算的收敛性.
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拉氏数值模拟中的人工粘性方法
周海兵, 熊俊, 刘文韬, 张树道
计算物理    2010, 27 (6): 829-832.  
摘要451)      PDF (250KB)(1066)   
较好的人工粘性需要满足较小的计算开销、不能去除真实具有的涡运动等条件.提出一种应用于拉氏数值模拟中基于Lew人工粘性,同时增加了限制器的人工粘性方法.可以有效减少数值模拟结果对网格的依赖;采用特征值限制器控制施加的人工粘性大小,通过限制器能够区分激波压缩和等熵压缩;方便应用在二维、三维,结构网格或者非结构网格上.
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SALE速度重映算法的改进
熊俊, 周海兵, 张树道
计算物理    2006, 23 (1): 37-42.  
摘要291)      PDF (299KB)(994)   
在一维交错网格上基于SALE算法的速度重映策略,提出了3种动量通量的改进算法:①采用迎风斜率加修补的SUR目的;②采用minmod斜率限制器的SM目的和③采用一种新的斜率限制器加修补的SLR目的.3种目的具有二阶守恒保界的性质,同时继承了SALE算法简单高效的特点,可以直接推广到二维情况.
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新型大涡数值模拟亚格子模型及应用
崔桂香, 周海兵, XU Chun-xiao, 张兆顺, L. Shao
计算物理    2004, 21 (3): 289-293.  
摘要325)      PDF (266KB)(1387)   
基于湍流大小尺度间动量输运的结构函数方程,提出了一种新的湍流大涡模型(LES)亚格子涡粘模式.新亚格子涡粘系数正比于纵向速度增量的扭率,它表征大小尺度湍流间的能量输运和耗散之比.新模式通过各向同性湍流直接数值模拟数据库的检验,并用于槽道湍流的大涡模拟计算,将所得结果与DNS结果进行了比较.
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