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| 內容簡介： |
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颗粒介质运动问题是广泛存在于航空航天、现代化工、生态环境、地质灾害、材料加工乃至社会科学等各个领域中的一大类科学问题，对该问题进行研究具有重要的科学价值和实际意义。 由颗粒介质组成的复杂系统在不同外界条件下通常表现出复杂多样的流动行为，如何有效描述这些复杂流动行为是学术界一直努力寻求的目标。《颗粒介质全相态理论及数值实现》即针对这一问题，论述一种全新的描述颗粒介质的类固、类液、类气以及离散惯性态等全部相态的理论、模型和数值模拟方法。《颗粒介质全相态理论及数值实现》共分十一章：绪论、浓密颗粒介质的弹-黏-塑性本构理论、颗粒介质的全相态理论、液体中悬浮颗粒介质理论、浓密颗粒介质模拟的SDPH方法、稀疏颗粒流模拟的SDPH方法、超稀疏颗粒流模拟的离散单元法、颗粒介质全相态模拟的SDPH-DEM耦合方法、液体-颗粒两相流模拟的SPH-SDPH-DEM耦合方法、颗粒介质边界力施加方法以及颗粒介质全相态理论及方法在工程中的应用。《颗粒介质全相态理论及数值实现》叙述简明扼要，重点突出。
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目录丛书序前言第1章绪论1.1颗粒介质问题研究的重要性0011.2认识颗粒介质及其多相态性0031.2.1颗粒介质0031.2.2颗粒介质的性质0031.2.3颗粒介质问题所涉及的领域0041.2.4颗粒介质的相态表征0061.3颗粒介质的相态表征理论研究现状0061.3.1颗粒介质的单一相态表征理论研究现状0061.3.2颗粒介质的多相态表征理论研究现状0091.4颗粒介质的数值模拟方法研究现状0111.4.1模拟颗粒介质的网格法研究现状0111.4.2模拟颗粒介质的轨道追踪法研究现状0111.4.3模拟颗粒介质的物质点法研究现状0141.4.4模拟颗粒介质的光滑粒子流体动力学方法研究现状0151.5颗粒介质的全相态理论与数值实现方法介绍0171.5.1关于“颗粒介质全相态”0171.5.2颗粒介质全相态理论简介0181.5.3颗粒介质全相态数值模拟方法简介0191.6本书内容安排021参考文献022第2章浓密颗粒介质的弹黏塑性本构理论2.1引言0342.2颗粒类固态的理想弹性塑性本构理论0352.3颗粒类液态的黏性塑性本构理论0442.4浓密颗粒介质的弹黏塑性本构理论0472.5考虑内聚力的浓密颗粒介质的弹黏塑性本构理论0542.6干、湿颗粒堆坍塌过程数值验证0612.7小结065参考文献066第3章颗粒介质的全相态理论3.1引言0683.2稀疏颗粒流的动理学理论0693.2.1颗粒动理学理论0693.2.2考虑颗粒摩擦作用的颗粒动理学理论0753.3超稀疏颗粒流的质点动力学理论0773.4颗粒介质全相态的弹黏塑动理学质点动力学耦合理论0803.4.1颗粒类固态与颗粒类液态之间的转化0803.4.2颗粒类液态与颗粒类气态之间的转化0813.4.3颗粒类气态与颗粒离散惯性态之间的转化0823.5干颗粒物料沿壁面快速流动冲击壁面堆积过程数值验证0823.6小结087参考文献087第4章液体中悬浮颗粒介质理论4.1引言0894.2密实悬浮液的体积分数主导流变学理论0904.2.1密实悬浮液单相流理论模型0904.2.2密实悬浮液液体颗粒两相流理论模型0934.3密实悬浮液的应力主导流变学理论0974.4考虑颗粒介质全相态的液体颗粒两相流理论0994.4.1液体相守恒方程1004.4.2颗粒相守恒方程1014.4.3体积分数及物质属性确定方法1024.4.4相间曳力模型1034.5液体中颗粒堆坍塌的两相流数值模拟验证1044.6小结108参考文献108第5章浓密颗粒介质模拟的SDPH方法5.1引言1105.2传统SPH理论1115.2.1核函数积分插值1115.2.2粒子近似1125.2.3连续介质模型的SPH离散方法1135.2.4SPH方程积分求解1155.3新型SPH修正算法1165.3.1完全拉格朗日SPH方法1165.3.2SPH核函数及其梯度的修正近似1175.4光滑离散颗粒流体动力学方法1185.4.1SDPH方法基本思想1185.4.2SDPH方法与传统SPH方法的区别1195.5浓密颗粒介质弹黏塑性本构模型的SDPH离散1205.5.1浓密颗粒介质类固态的完全拉格朗日形式的SDPH离散1205.5.2浓密颗粒介质类液态的欧拉形式的SDPH离散1205.5.3浓密颗粒介质类固态和类液态之间的粒子核转变1215.6考虑内聚力浓密颗粒介质的人工应力方法1235.7二维/三维单侧颗粒堆坍塌过程数值验证1245.8倾斜壁面上颗粒堆坍塌过程数值验证1305.9滚筒颗粒流问题数值验证1355.9.1滚筒内无内聚力的干颗粒材料运动过程数值模拟1355.9.2滚筒内黏结性颗粒周期性坍塌过程数值模拟1385.10小结142参考文献143第6章稀疏颗粒流模拟的SDPH方法6.1引言1456.2稀疏颗粒流模拟的SDPH方法1456.3气体颗粒两相流模拟的SDPHFVM耦合方法1476.3.1气体相求解的FVM方法1476.3.2SDPHFVM耦合框架1486.3.3SDPHFVM耦合算法流程1496.4考虑颗粒蒸发、燃烧过程的SDPHFVM耦合方法1516.5考虑颗粒碰撞聚合、破碎过程的SDPHFVM耦合方法1536.6算例验证1556.6.1燃料空气炸药爆炸抛撒成雾过程数值模拟1556.6.2云雾团燃烧爆炸过程数值模拟1616.7小结163参考文献163第7章超稀疏颗粒流模拟的离散单元法7.1引言1657.2离散单元法简介1657.2.1离散单元法的起源1667.2.2离散单元法的发展历史1667.2.3离散单元法求解问题的基本思想及定义1677.3离散单元法基本原理1677.3.1离散化模型1677.3.2运动描述1687.3.3运动方程求解1697.3.4接触发现算法1707.3.5时间步长确定1737.3.6算法流程1737.4离散单元法的主要接触模型1747.4.1无滑动接触力模型1747.4.2无滑动滚动摩擦接触力模型1767.4.3考虑黏结的接触力模型1777.4.4考虑内聚力的接触力模型1777.5小结178参考文献179第8章颗粒介质全相态模拟的SDPHDEM耦合方法8.1引言1818.2浓密颗粒介质数值方法与稀疏颗粒介质数值方法之间算法的转化1818.2.1由浓密颗粒介质算法向稀疏颗粒介质算法转化的原则1838.2.2由稀疏颗粒介质算法向浓密颗粒介质算法转化的原则1838.3浓密颗粒介质算法与稀疏颗粒介质算法之间的相互作用1848.4稀疏颗粒介质SDPH方法与超稀疏颗粒介质DEM方法耦合1858.4.1SDPH与DEM之间算法的转化1858.4.2SDPH粒子与DEM粒子之间作用力传递1868.5颗粒介质全相态模拟的SDPHDEM耦合方法流程图1878.6三维水平表面单侧颗粒堆坍塌过程数值验证1898.7三维倾斜表面单侧颗粒堆坍塌过程数值验证1948.8三维水平表面圆柱形颗粒堆坍塌过程数值模拟1978.9小结205参考文献206第9章液体颗粒两相流模拟的SPHSDPHDEM耦合方法9.1引言2089.2求解双流体模型中连续相的SPH方法2099.3SPHSDPHDEM耦合框架及算法流程2119.3.1SPHSDPHDEM耦合框架2119.3.2SPHSDPHDEM耦合算法流程2119.4溃坝侵蚀颗粒床层过程数值模拟2149.5小结216参考文献216第10章颗粒介质边界力施加方法10.1引言21810.2颗粒介质边界力分解21810.3基于罚函数的SDPH边界法向力施加方法21910.3.1基于Galerkin加权余量法的排斥力模型21910.3.2基于罚函数的非滑移边界施加方法22110.4基于势函数的SDPH边界法向力施加方法22310.5基于边界粒子动态生成技术的SDPH边界法向力施加方法22410.6基于虚粒子方法的SDPH固壁边界法向力施加方法22610.6.1流体固壁作用方程22610.6.2虚粒子物理量求解22710.7颗粒介质的切向边界力施加模型22810.7.1摩擦模型22810.7.2Voellmy模型22810.8小结229参考文献229第11章颗粒介质全相态理论及方法在工程中的应用11.1引言23111.2在航空航天动力系统中的应用23111.2.1航空发动机涡轮叶片前缘模型颗粒沉积数值模拟研究23111.2.2航空发动机燃油雾化问题数值模拟24211.2.3固体火箭发动机尾喷管受颗粒流侵蚀过程数值模拟24711.3在工业工程中的应用25311.3.1磨料射流切割HTPB固体推进剂过程数值模拟25311.3.2喷动流化床流化过程数值模拟26211.4在冲击动力学领域内的应用26811.4.1球形弹丸侵彻土体过程数值模拟27111.4.2细长体弹丸侵彻土体过程数值模拟27611.4.325mm子弹侵彻土体弹跳过程数值模拟28011.5在地质灾害预防领域内的应用28411.5.1滑槽液固两相流动过程数值模拟28511.5.2滑槽铲刮过程数值模拟28711.5.3滑槽模拟堵江溃坝过程数值模拟29811.5.4高位远程滑坡运动过程数值模拟30111.6小结304参考文献305
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