浸沒(méi)邊界法在充氣過(guò)程中的分析與應(yīng)用.pdf

1、氣囊的充氣過(guò)程是氣囊兩側(cè)流體與氣囊之間交互作用的過(guò)程,是典型的流固耦合問(wèn)題。氣囊充氣過(guò)程的數(shù)值分析對(duì)掌握其工作性能及狀態(tài),確定其適用范圍均有較高的參考和指導(dǎo)意義。
　　 浸沒(méi)邊界法是一類在直角坐標(biāo)系中處理運(yùn)動(dòng)曲線邊界的新興計(jì)算方法,十分適合模擬多運(yùn)動(dòng)或變形物體的復(fù)雜相互作用,而且程序簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn),被廣泛應(yīng)用于多種流固耦合和生物流體力學(xué)問(wèn)題。本文首先在詳細(xì)介紹基于標(biāo)準(zhǔn)投影法的浸沒(méi)邊界法的基礎(chǔ)上,分析(驗(yàn)證)了浸沒(méi)邊界法在大變形流

2、固耦合問(wèn)題,多介質(zhì)流問(wèn)題中的模擬能力,對(duì)方腔內(nèi)圓狀薄膜的變形運(yùn)動(dòng),剪切流中液滴的變形以及浮力作用下水下氣泡的上浮運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了模擬和分析,并與已有文獻(xiàn)所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)與前人的數(shù)值結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合,驗(yàn)證了自主程序能夠正確模擬大變形流固耦合和大密度比多介質(zhì)流問(wèn)題。
　　 同時(shí),建立了與周圍流場(chǎng)相互作用的氣囊的二維簡(jiǎn)化充氣模型,首次應(yīng)用浸沒(méi)邊界法對(duì)其進(jìn)行探索性模擬,獲得了氣囊充氣過(guò)程中氣囊形狀,體積,氣囊上拉應(yīng)力的時(shí)間變化及氣囊上部