基于SPH的风沙运动的数值模拟

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运用光滑粒子流体动力学(smoothed particles hydrodynamics,SPH)方法对沙粒和气流的相互耦合运动特性进行了分析,研究提出了风沙流的SPH数值方法并进行了数值模拟.首先提出了风沙流的SPH建模方法和基本理论,建立了风沙流动的SPH数值模拟平台.其次通过建立风沙流的SPH模型并施加边界条件,对自然风作用下沙粒的运动情况进行了数值模拟,详细分析了沙粒运动轨迹及特性,最后通过与相关研究成果对比分析,验证了完善后的SPH方法有效性.通过考虑气流场的可变性,在风沙流SPH计算模型中引入了加载(起风)和卸载(停风)方式,观察并对比分析了沙粒的运动轨迹和特性.为进一步研究风沙流的实时动态非线性行为提供了SPH理论基础和数值分析方法.
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