颗粒流体力学方法：一种流体力学的颗粒离散单元方法

项目名称： 颗粒流体力学方法：一种流体力学的颗粒离散单元方法

项目编号： No.11272061

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 闫民

作者单位： 北京林业大学

项目金额： 82万元

中文摘要： 为了解决，传统流体力学在建立复杂流固系统的力学模型时，还存在很大的障碍和困难，还缺乏可行有效的理论和计算方法，这一目前流体力学遇到的最为基本而又复杂的科学问题，本项目基于在一定的时空中，假设流体由离散颗粒所组成,其运动的原因为流体颗粒间的碰摩和流体密度差，独立提出了一种颗粒流体力学方法(Granule Hydrodynamics Method,GHM)。GHM对流体运动规律的获得，基于流体状态方程和声速导数状态方程，不依赖N-S方程，是一种以流体物理属性为依据对流体运动的数值模拟方法，GHM的腔内剪切流动和泊肃叶管计算与FDM、SPH及理论结果非常吻合以及GHM其它的一些前期研究，初步验证了GHM的正确可行性。GHM完全不同于传统流体力学，是一种流体力学新方法具有原始创新性，为复杂流固系统建模难点的突破提供了创新思路和方法，具有重要的科学意义和流体力学科学前沿中的重大战略需求的应用价值。

中文关键词： 颗粒流体力学方法（GHM）；密度压强场；流-固接触边界；OpenMP；并行计算

英文摘要： Aim at the problem of traditional fluid mechanics, the research put forward granule hydrodynamics method based on the idea of that fluid in the wind-blown movement system is discredited into elastic fluid granules in a certain scale of time and space, the reasons of fluid motion are fluid granules elastic collision and density difference (pressure difference). The analysis and research of classical shear flow in cavity show that the GHM results agree well with FDM and SPH results. GHM was put forward by the applicant independently, the motion law of fluid was determined based on fluid state equation and fluid sound velocity derivative state equation independently of the Navier-Stokes equation. It is a new method in the numerical simulation of fluid based on physical properties. It provided the innovative thought and method on the difficulties of fluid calculation. It has important scientific significance and practical values. The research paper Granule Hydrodynamics Method was picked up by International Journal of Computational Methods.

英文关键词： Granule hydrodynamics method；density pressure field；fluid-solid contact boundary；OpenMP；Parallel computing