《高溫高密度多介質大變形流體歐拉數值模擬方法研究》是依託清華大學,由黃忠億擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名:高溫高密度多介質大變形流體歐拉數值模擬方法研究
- 依託單位:清華大學
- 項目負責人:黃忠億
- 項目類別:聯合基金項目
- 批准號:10676017
- 申請代碼:A31
- 負責人職稱:教授
- 研究期限:2007-01-01 至 2009-12-31
- 支持經費:22(萬元)
《高溫高密度多介質大變形流體歐拉數值模擬方法研究》是依託清華大學,由黃忠億擔任項目負責人的聯合基金項目。
《高溫高密度多介質大變形流體歐拉數值模擬方法研究》是依託清華大學,由黃忠億擔任項目負責人的聯合基金項目。項目摘要 在國防、航空航天、海洋工程、石油化工、水利、機械工程等眾多領域中需要求解大量的高溫高密度多介質大變形流體問題,特別在天體力學、熔接過程以及其他一些高溫流體動力學問題中,由於輻射與其他物質的...
將混合格線的各介質密度視為可變數,與壓力一同求解,結合近似Riemann解進行修正,發展了適用於任意形式狀態方程的混合質團封閉計算;在材料層斷裂模擬方面,從彈塑性本構模型、自由面物理量處理、斷裂模型、斷裂判據、材料斷裂後的處理等方面研究了用歐拉方法模擬材料斷裂、破碎的方法;在數值方法的大規模並行計算方面,...
研究實用的二維柱坐標流體力學方程組的ALE 方法;設計了簡潔、健壯的接觸算法,提高滑移界面非匹配格線上的計算能力。構建強衝擊波作用下多層介質相互作用模型,編制了相應的計算程式,開展多層介質強激波相互作用的數值模擬;在強衝擊實驗的數值模擬中取得了良好的計算效果。
《基於混合建模的多流體數值方法研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所,由田保林擔任項目負責人的面上項目。項目摘要 可壓縮多流體問題在武器物理、慣性約束聚變和航天工程等領域有著廣泛的套用背景,其中多介質大變形流動以及由此發展形成的多流體混合流動的物理建模與數值模擬一直是相關研究的難點和前沿問題。為此本...
《多介質大變形流體時空一致高階動理學方法研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所,由劉娜擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 本項目致力於研究多介質大變形流體的高精度數值方法,研製相關程式,為慣性約束聚變(ICF)內爆等問題的數值模擬服務。本項目研究的時空一致高階模板緊緻動理學格式是高精度動理學格式...
《多介質大變形流體的真正多維高保真算法》是依託北京套用物理與計算數學研究所,由王雙虎擔任項目負責人的重大研究計畫。項目摘要 多介質大變形流體研究與國民經濟和國防建設緊密相關,但由於理論分析和實驗研究的困難,特別伴隨著研究工作的深入,數值模擬發揮的作用越來越重大,實際計算的置信度問題也越來越被大家重視。多...
《基於大變形流場渦量特徵的自適應ALE方法研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所,由齊進擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 在武器物理和慣性約束聚變等國防科技領域,多介質複雜流動問題的數值模擬是一個困難且重要的關鍵問題。任意拉氏-歐拉方法(ALE)是這類問題的主要算法,然而在流場大變形情況下其...
《多介質流體動力學計算方法》是2014年6月由科學出版社出版的圖書,作者是賈祖朋,張樹道,蔚喜軍。內容簡介 本書詳細介紹作者及其合作者近年來在流體力學多介質大變形問題數值模擬方法研究方面所取得的最新成果。包括一系列具有理論意義及重要套用價值的數值方法。圖書目錄 封面 編委會 多介質流體動力學計算方法 內容...
複雜工程數值模擬是對工程物理問題建立(偏)微分方程,採用數值離散方法,基於計算機高級語言開發軟體,在高速計算機上分析,再現客觀世界物理現象發生過程的數值實驗的過程。在工程設計、物理機理研究等領域具有廣泛的套用前景。拉氏數值模擬方法是多介質相互作用、多物理過程強耦合的非線性流體力學微分方程大變形問題常採用...
以及液體/高壓固體等多介質流體,研究基於TVD(或WENO)格式和Level-Set方法的高精度界面跟蹤方法以及基於三階PPM格式的多介質界面捕捉方法,使之能有效模擬高速撞擊和爆轟驅動引起的高密度比多介質流體界面的不穩定性和大變形,並實現基於MPI環境的大規模並行計算。本項目的研究不僅對慣性約束核聚變等有重要價值,而且 ...
可壓縮多介質流動在國民經濟和能源等領域有著廣泛的套用背景,其模擬一直是流體計算領域的難點和前沿問題之一。為了清晰描述自由面和各種物質界面,拉氏方法和ALE方法仍是目前實際計算中的主要計算方法,然而物質界面的大變形一直是難以克服的瓶頸問題。為此本項目擬結合拉氏和歐拉界面計算方法的優點,提出一種整體ALE計算...
在武器物理和慣性約束聚變領域的多介質大變形流動問題中,由於複雜的構型和動作物理過程,在理論研究中存在諸多難點,具有很強的挑戰性,目前數值模擬是其最為重要的研究手段之一。在這類問題的數值模擬研究中,如何在精確追蹤物質界面的同時處理好流體的大變形是一個非常困難的問題。本項目在多介質ALE框架下,採用兩條...
本項目針對多介質大變形流動,研究了多介質ALE框架(Multi-material Arbitrary Lagrangian- Eulerian, MMALE)下的MOF方法,建立了MOF-MMALE方法理論體系,研製了多介質大變形流體力學並行程式MMALE,並套用於多介質大變形流動典型問題和雷射聚變代表性問題的數值模擬研究。通過對瑞利-泰勒不穩定性問題、三介質界面問題、...
可壓縮多介質流體的界面大變形問題的模擬一直是計算流體力學領域的難點和前沿問題之一。為清晰描述自由面和各種物質界面,拉氏方法和ALE方法仍是目前實際計算中所採用的主要方法,然而物質界面的大變形一直是難以克服的瓶頸問題。.本項目擬結合傳統ALE方法和歐拉方法中Front tracking 界面追蹤方法的優點,放寬傳統ALE方法中...
《多介質流動問題的界面處理方法及自適應格線技術研究》是依託南京航空航天大學,由王春武擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 本項目將開展針對一般狀態方程的多介質流動問題的數值模擬方法。由於Ghost方法簡單、計算量小且易於推廣到高維情形,而Level Set方法對於界面大變形、相交甚至出現穿透時都適用。因此將采...
最終在計算方法理論研究成果的基礎上,發展了實用的應用程式,並數值模擬了輻射驅動點火靶內爆過程。數值結果表明發展的輻射流體力學相容性算法具有高置信度地數值模擬多介質、大變形、複雜內爆流場的能力。該研究為今後深入研究高壓縮內爆過程和點火腔靶ICF研究搭建了一個有效實用的數值模擬平台。
(1)針對遺產程式重構特點和新程式研製需求,制定了新版程式模組化和標準化規範,設計先進的核反應動力學數值模擬軟體體系架構;(2)發展了適用於多介質大變形問題高精度ALE方法和高精度歐拉方法,研製了基於ALE方法的輻射流體力學算法庫和程式模組庫;(3)提出並實現了基於格式的界面預估校正並行算法,研製了高效中子...
《爆轟驅動問題數值模擬研究》是依託中國工程物理研究院流體物理研究所,由李平擔任項目負責人的面上項目。項目摘要 發展適用於爆轟驅動問題數值模擬的一般形式狀態方程多介質流體力學的PPM(Parabolic-Piecewise-Method)計算方法,採用重疊格線技術和GFM(Ghost Fluid Method)思想,建立爆轟驅動數值模擬的歐拉-拉格朗日耦合計算方法...
可壓縮多介質流體具有多維、多介質、強壓縮間斷等特徵,由於理論分析和實驗研究的困難,數值模擬是研究這類問題的主要手段,然而由於缺乏可靠的理論分析和實驗數據,而目前數值模擬方法的置信度又缺乏可靠驗證,多介質大變形問題是一個長期研究而又進展不大的泥潭課題。發展真正多維的高保真算法,將是多介質大變形問題研究...
本項目從包括物理守恆率和幾何守恆率的拉格朗日形式流體動力學守恆方程組出發,主要研究和發展新的高精度非交錯格線拉氏計算方法和ALE計算方法,採用小模板的間斷Galerkin譜有限元方法進行空間離散,從而實現在拉氏格線、歐拉格線和運動格線情況下均具有高精度、高解析度的ALE數值模擬。將新發展的方法套用於非結構混...
本項目的研究可以為多介質大變形流體力學的數值模擬開闢新的途徑。結題摘要 計算流體力學是一門套用性很強的科學,爆轟流體力學的數值方法是其重要內容之一。爆轟是工程物理領域重要的研究內容,它的發生、發展與傳播是一個複雜的流體動力學過程,涉及到多流體的混合與複雜的狀態方程,本項目在前期工作的基礎上做了更...
可壓縮多介質流動在武器物理和ICF等領域有著廣泛的套用背景,其模擬一直是流體計算領域的難點和前沿問題之一。為了清晰描述自由面和各種物質界面,拉氏方法和ALE方法仍是目前實際計算中的主要計算方法。然而物質界面的大變形一直是難以克服的瓶頸問題。為此本項目擬結合傳統ALE方法和歐拉界面計算方法的優點,放寬傳統ALE方法...
(2)研究移動格線與無格線的耦合算法,它的動態連線方法研究,利用這種耦合算法模擬強衝擊下多介質大變形流體的演化;(3)研究相應的複雜狀態方程的Riemann問題,以及它的高效高精度的疊代算法;(4)利用獲得的研究成果,以及有關的實驗數據,模擬鈍感炸藥的衝擊起爆,不斷改進物理建模與數值模擬方法。
建立方法的理論分析框架;(3)將獲得的離散方法套用於典型的二維流體力學問題,這些問題在有格線方法情況下是難以解決的。.本項目要解決的問題來源於實際需要,研究成果具有很強的套用背景和很好的套用前景。同時,這些成果還可以套用到其它問題,如多尺度問題的數值模擬中,具有很好的推廣套用價值。
《保持界面特徵的非結構混合格線最佳化方法研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所,由周璇擔任項目負責人的青年科學基金項目。項目摘要 採用拉格朗日或ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)方法模擬大變形問題時,流場格線隨流體運動將導致格線品質下降,從而直接影響數值模擬的計算效率和計算精度,甚至導致計算中斷。本項目擬...
研究方向 現在的研究方向為偏微分方程數值計算,時間空間自適應方法,相場、界面問題的計算。1. 自適應移動格線方法 2. 時間步長自適應方法,時間大步長方法 3. 流體,相場,界面問題的數值模擬 研究成果 科研項目 1. 參與 教育部教改項目 大學數學雙語教學語課程建設2010.9-2013.8, 2006.9-2008.8 2. 參與 ...
近年來,李壽佛並在所屬科研領域內創立了非線性剛性Volterra泛函微分方程的穩定性理論及其數值方法的B-收斂、B-穩定、收縮性及漸近穩定性理論,構造了計算多介質可壓縮大變形流體的高精度流體混合型FV-WENO-MT格式、FD-WENO-MT格式以及求解三溫能量方程的一類無格線方法,並已成功地用於熱核聚變內爆壓縮過程數值模擬。
參加): 非線性守恆律的二維黎曼問題,1998年1月至2000年12月。中國教育部博士後基金(獨立):高維非線性守恆律的差分格式和數值模擬 ,1997年1月至1998年12月。學術會議 Sino-German Symposium on Modern Numerical Methods for Compressible Fluid Flows and Related Topics, May 21-27, 2014, Beijing.
在套用方面,針對武器物理數值模擬的多介質大變形、格線畸變等計算難點,與同事一起提出了若干實用的新算法(如整體ALE局部歐拉自然耦合方法),並研製完成重大武器型號數值模擬軟體平台。學術論著 科研成果獎勵 截至2018年3月,江松先後獲得國家自然科學二等獎、軍隊科技進步一等獎。人才培養 教育理念 2019年4月21日,...