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2024-08-31 01:13本頁面
【正文】 輸出結果 N (b) 總結和分析 ?提出耗散力的原因 ? 粒子反映一個小區(qū)域內(nèi)的位置和動量 ， 忽略這些細節(jié)當做粗粒來處理 ? 為了滿足動量守恒的條件，便提出耗散力 的概念，它是描述粒子邊界的相鄰區(qū)域之間由于相對速度產(chǎn)生的粘性力。微尺度粘性流體流動 及液滴碰撞的 耗散粒子動力學研究 主要內(nèi)容 兩液滴在剪切流作用下的碰撞 簡單流體模擬 耗散粒子動力學方法分析 研究意義、優(yōu)勢及發(fā)展現(xiàn)狀 結論與展望 研究意義、優(yōu)勢及發(fā)展現(xiàn)狀 課題的研究意義 1 數(shù)值模擬方法比較 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3 主要研究內(nèi)容 4 課題的研究意義 ?微尺度粘性流動和液滴碰撞 ? 微制造技術、血液的流動等，都屬于微尺度范圍 ? 流化燃燒、噴墨印刷、發(fā)動機的噴射過程等，涉及界面處理 ? 需要從流體本身的微觀結構進行研究 ?耗散粒子動力學（ DPD） ? 新興的介觀尺度模擬技術，在模擬復雜流體和多相流方面表現(xiàn)突出 ? 連接微觀分子動力學和宏觀流體力學方法的橋梁 發(fā)揮優(yōu)勢；為液滴動力學、多相流研究提供信息 數(shù)值模擬方法比較 ?傳統(tǒng)方法 ? 以大型商用軟件為代表、基于 NS方程 ? 在常規(guī)尺度下可以充分表現(xiàn)出優(yōu)勢 ? 涉及到微觀結構的多相流問題，在界面處理上離不開人為的干預 ?蒙特卡羅方法 (Monte Carlo,MC) ? 又稱隨機抽樣或統(tǒng)計試驗方法，是以統(tǒng)計力學為基礎的一種數(shù)學實驗方法 ? 在高維問題的處理上具有先天的優(yōu)勢 ? 解的收斂速度不理想；概率誤差對隨機樣本要求很高 數(shù)值模擬方法比較 ?分子動力學方法 (Molecular Dynamics,MD) ? 計算分子（原子）之間的相互作用力，經(jīng)典的牛頓運動方程求解 ，在納米納秒量級表現(xiàn)出優(yōu)勢 ? 計算效率很低，耗費時間巨大 ?格子 玻爾茲曼方法 (LatticeBoltzmann,LB) ? 離散粒子在一定的格子上運動和相互作用，多孔介質(zhì)流、多相流及非等溫流等介觀尺度系統(tǒng) ? 人為的設置格子，在處理復雜邊界時不夠靈活；另外限制了粒子之間的自由運動 ? DPD方法的優(yōu)勢 ? 需要的計算量較小，分子動力學靈活自如 ? 去掉了格子的限制。處理介觀尺度問題 液滴動力學國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ?實驗理論研究 ? Mason等人研究了剪切流作用下兩個以及多個液滴的碰撞 ? Guido等人利用光學顯微鏡研究懸浮于粘性流體中的兩個液滴相互碰撞以及碰撞過程中液滴的聚合 ? 理論研究在單相流研究上都顯得吃力，對于復雜的多相流系統(tǒng)就愈加困難 ?數(shù)值模擬研究 ? CFD方法對液滴碰撞進行動力方面的研究 ? Joel Koplik 采用 MD方法研究兩液滴在剪切流中聚合 ? Kannan ， LB方法模擬了單個液滴的變形參數(shù)，兩個液滴在剪切流條件下聚合，在靜止流場中對心碰撞 液滴動力學國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ? DPD方法研究 ? Jones等人利用 DPD模擬液滴在剪切力作用下附著在固體壁面的變形、脫離、破裂的情況 ? Clark等人利用耗散粒子動力學研究了單個液滴在重力作用下懸垂的情況 ? Chen等人利用耗散粒子動力學首次研究了高分子液滴在剪切流作用下的變形、破碎情況，計算了表面張力，與 Groot等人所得到的理論結果相符 ?選題依據(jù) ? 國際上 DPD研究，主要集中在單個液滴方面，兩液滴碰撞以及多個液滴相互作用方面的研究，目前還未見報道 ? 而國內(nèi)對耗散粒子動力學本身的應用也不多見 主要研究內(nèi)容 簡單流體模擬 DPD方法 液滴碰撞模擬 主要內(nèi)容 兩液滴在剪切流作用下的碰撞 簡單流體模擬 耗散粒子動力學方法分析 研究意義、優(yōu)勢及發(fā)展現(xiàn)狀 結論與展望 耗散粒子動力學方法分析 基本模型 1 常用的處理方法 2 模擬過程簡述 3 總結和分析 4 基本模型 ?基本思想 粒子之間自由碰撞， 在各時間步長下計算粒 子作用力，求解牛頓運 動方程，并通過對大量 粒子的位置、速度以及 受力情況等進行統(tǒng)計平 均從而可以獲得諸如流 體的粘度、壓力等系統(tǒng) 參量。會使系統(tǒng)降溫。 ?這就是 DPD方法的整體輪廓 )()( 2RD ijij rwrw ?R ijFD ijF主要內(nèi)容 兩液滴在剪切流作用下的碰撞 簡單流體模擬 耗散粒子動力學方法分析 研究意義、優(yōu)勢及發(fā)展現(xiàn)狀 結論與展望 簡單流體模擬 泊肅葉（ poiseuille）流動 1 方形通道內(nèi)的流動 2 泊肅葉流動 ? 模擬方案簡述 ? 模型采用兩無限大平行平板間的粘性層流運動 ? 用簡單 DPD流體實現(xiàn)粘性牛頓流體 ? FCC格式排列粒子 ? 在 X、 Y方向?qū)嵤┲芷谛赃吔鐥l件 ? 在 Z方向采用三層粒子無滑移
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