坡面风沙的SPH数值模拟   总被引：1，自引：0，他引：1  

牟阳阳  金阿芳  别艺楠 《干旱区研究》2015,32(6):1140-1145

光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)是一种基于粒子的无网格数值模拟方法。通过介绍SPH方法并结合N-S方程,利用C语言独立编写了一套用于模拟坡面风沙运动的SPH二维计算程序,对风沙两相流进行了数值模拟,得到了砂粒空间结构分布以及坡面不同位置上典型砂粒的运动轨迹,并详细描述了砂粒数以及输沙量随高度变化的分布规律,为SPH方法在风沙两相流中的广泛应用奠定了基础。  相似文献   

基于SPH方法的风沙流中沙粒速度分布数值计算   总被引：1，自引：0，他引：1  

金阿芳  买买提明·艾尼  胡国玉  熊敏  马小晶 《干旱区研究》2018,(1):107-113

沙粒速度是沙粒传输理论研究中的重要参数,它可以反映风沙两相流运动中微观运动和宏观运动的信息。本文运用光滑粒子流体动力学（smoothed particle hydrodynamics,SPH）方法对风沙流动过程进行建模及数值计算,动态地显示跃移沙粒在整个风沙流过程中的运动状态,得到单个沙粒运动速度大小和方向的变化趋势,通过对单个沙粒的运动物理量进行统计分析,得到了沙粒群体运动行为的动力学特性。SPH方法的基本思想是将计算区域分解成独立的粒子,这些携带着自身质量,具有自身密度等物理特性的计算粒子可以随着控制方程运动,这点与自然界中沙粒的离散特点非常相符。本文针对SPH方法自身的关键因素进行了与风沙流特点相适应的改进和修正,使其在处理风沙流中两相物质的耦合时有它独到的优势。  相似文献   

SPH方法在风沙流研究中的应用进展     

赵杰  金阿芳  楚花明 《防护林科技》2019,(6):63-65,95

文中主要对当前使用光滑粒子流体动力学方法(SPH方法)在风沙流研究中取得的进展和存在的问题进行讨论。结果发现,国内外将SPH方法应用到风沙运动模拟中的研究还较少,已有的研究在对风沙流进行建模时,因为实现难度和模型简化等原因,模型与实际物理结构存在一定出入,需要在准确建立风沙物理模型、边界问题的处理、计算效率的提高等方面继续深入研究。目前使用SPH方法模拟风沙流与实际数据较为贴合的是定性描述,对其进行定量研究还存在一定差距。  相似文献   

籽棉团悬浮速度的理论算法与试验验证     

买买提明·艾尼  加合甫·阿汗  吾尔科木·冉合木  古丽巴哈尔·托乎提  金阿芳 《农业工程学报》2022,38(24):52-62

针对常规悬浮速度理论值与测试值间的偏差大问题,该研究将以常规悬浮速度理论为基础,通过量纲分析法和力平衡原理,建立籽棉团物理属性与阻力系数之间的关系,提出一种轻软可压缩颗粒悬浮速度理论模型。然后,在棉田测试单颗棉桃完全开裂时所含籽棉团直径,确定气力输棉管道最小直径,并通过管流雷诺数和绕流雷诺数计算确定阻力系数。用体积法测试籽棉团密度并用等密变径法制备6种不同密度、18种不同直径的球形籽棉团试样并进行悬浮速度试验测试。结果表明,单颗棉桃全开裂时直径变化范围在38～54 mm之间,在这范围内管流和绕流雷诺数都大于500,阻力系数确定为0.44;籽棉团松散密度范围在21.2～35.3 kg/m3之间,半压实密度范围在101～137.4 kg/m3之间;籽棉团悬浮速度测试值从直径比大于0.6开始与常规悬浮速度理论值偏离,直径比等于1时籽棉团悬浮速度测试值不等于零。采用该研究提出的理论模型和计算方法时,所得到的籽棉团悬浮速度分布特征和大小与测试结果基本吻合,平均相对误差为4.6%,并通过方差分析验证了该研究提出的理论模型和计算方法的有效性。这为籽棉、羊毛和驼绒等轻软可压缩物料的气力输送系统和装置的改进设计提供理论模型和计算方法。  相似文献   

基于SPH方法的风沙流运动特性研究     

闻腾腾  金阿芳  热依汗古丽·木沙 《干旱区资源与环境》2021,35(3):109-117

文中基于光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics:SPH)方法,采用五次样条光滑函数,通过调节不同类型粒子光滑因子,对风沙流运动特性进行分析:1)在风沙流起动阶段,沙粒平均水平速度随高度增加而增大,同一高度处沙粒平均水平速度随时间推移而减小。2)风沙流稳定前后,沙粒数均随高度的增加而减少。3)风沙流形成过程中气体粒子在计算域中心位置产生涡流,并随着时间推移,涡流又出现在计算域中上及右下方位置。4)起沙前后气体脉动强度随摩阻风速增加而增加,随高度增加呈现不同变化。结果表明:该方法模拟精度较高,适用于解决风沙两相流数值模拟问题。  相似文献