基于移动粒子法的快堆自由表面流体对容器顶盖冲击现象的数值模拟
颗粒流体动力学的模拟和预测方法
颗粒流体动力学的模拟和预测方法颗粒流体动力学（DPM）是一种利用数值模拟方法研究颗粒物和流体相互作用的技术，也是一种颗粒物在流体中行为的模拟和预测的方法。
近年来，随着计算机技术的飞速发展，颗粒流体动力学在许多工业应用领域得到了广泛的应用，如化工、制药、食品加工，以及碳排放减排等。
本文将介绍颗粒流体动力学的模拟和预测方法。
一、颗粒流体动力学的定义颗粒流体动力学是一种涉及颗粒流体的微观、宏观物质力学方面的新兴科学。
它通过离散元数值计算与连续流体动力学方程的求解来实现颗粒物质运动状态的模拟和预测。
二、颗粒流体动力学的基本原理颗粒流体动力学的基本假设是颗粒粒子之间的距离比颗粒直径要远，因此可以认为在微观尺度下，颗粒粒子之间不存在压缩性。
采用离散元数值计算与连续流体动力学方程的求解法，通过计算颗粒粒子间的相互作用力，来模拟颗粒流体力学现象。
三、颗粒流体动力学的模拟方法颗粒流体动力学的模拟方法可以分为两种类型，一种是使用拉格朗日方法，即由颗粒粒子来表示颗粒流体的运动状态；另一种是使用欧拉方法，即通过流体体积元来表示颗粒流体的运动状态。
四、颗粒流体动力学的预测方法颗粒流体动力学的预测方法主要包括了颗粒物质的输送预测和颗粒物质的沉积预测两种。
颗粒物质的输送预测能够帮助工程技术人员确定颗粒物的最终运动路径，从而保证颗粒物质在生产过程中稳定运行。
颗粒物质的沉积预测则主要用于预测颗粒物质在资产的运动过程中产生的磨损和破坏。
五、颗粒流体动力学的应用颗粒流体动力学的应用领域非常广泛。
在制造业领域，颗粒流体动力学技术被广泛用于分散、混合和包覆颗粒物质。
在食品加工业领域，颗粒流体动力学技术被用于设计和优化离子交换器和膜过滤器。
在石油和化学工程领域，颗粒流体动力学技术被用于优化生产过程，从而增加产量和效益。
最近，颗粒流体动力学技术也用于减缓碳释放和在减排过程中提高燃料利用率。
六、颗粒流体动力学的未来发展颗粒流体动力学将成为未来的研究热点之一，其深入研究将有助于人类更好地利用颗粒物质，进一步推进工业和技术进步。
工程流体力学中的悬浮颗粒物运动模拟研究
工程流体力学中的悬浮颗粒物运动模拟研究悬浮颗粒物在工程流体中的运动模拟研究是工程流体力学领域的重要课题之一。
随着计算机技术的发展和数值模拟方法的成熟，研究人员可以通过数值模拟来了解悬浮颗粒物在工程流体力学中的行为，从而为实际工程应用提供理论依据和技术支持。
悬浮颗粒物的运动模拟可以通过流体力学和颗粒力学相结合的方法来实现。
这种方法通常称为欧拉－拉格朗日法，即将流体作为连续介质来描述，并用Navier-Stokes方程组来模拟流体流动；同时，将颗粒物作为离散物体，并通过牛顿第二定律来描述其受力和运动。
通过求解Navier-Stokes方程组和颗粒物运动方程，可以计算出悬浮颗粒物在工程流体中的运动轨迹、速度、压力等参数。
在进行悬浮颗粒物运动模拟研究时，需要考虑一系列因素，如颗粒物的物理性质、流体的流动性质、颗粒物之间的相互作用等。
首先，颗粒物的物理性质包括颗粒粒径、密度、形状等，这些参数对颗粒物运动的速度和轨迹都有重要影响；其次，流体的流动性质包括流速、粘性、密度等，这些参数决定了颗粒物在流体中的受力情况；最后，颗粒物之间的相互作用则影响颗粒物的聚集和分散行为，直接影响到颗粒物的整体运动。
悬浮颗粒物运动模拟研究在多个工程领域具有广泛应用。
在环境工程领域，可以通过模拟颗粒物在气流中的运动来研究大气扩散和颗粒物污染物的输送；在石油工程领域，可以模拟颗粒物在油井中的运动来研究油气产能和油井堵塞等问题；在化工工程领域，可以模拟颗粒物在流体中的运动来研究颗粒物的分离和混合等过程。
当前，研究人员在悬浮颗粒物运动模拟方面面临一些挑战和难题。
首先，悬浮颗粒物的运动是一个多尺度和多物理过程耦合的问题，需要建立合适的数值模型和求解方法；其次，悬浮颗粒物的运动受到流动的影响，需要考虑颗粒物与流体之间的相互作用；最后，大规模悬浮颗粒物运动模拟需要高性能计算资源的支持，需要开发高效的并行计算算法。
为了解决这些问题，研究人员采用了各种方法和技术。
粒子法中自由表面粒子识别
粒子法中自由表面粒子识别朱跃;姜胜耀;杨星团;段日强【期刊名称】《计算力学学报》【年(卷),期】2018(035)004【摘要】针对移动粒子半隐式法MPS(Moving Particle Semi-implicit Method)基于粒子数密度来判断自由表面会出现将内部粒子误判为自由表面粒子的问题,提出了一种结合几何法和体积法的自由表面粒子判定方法.通过对溃坝问题进行数值模拟,结果表明,全新的自由表面粒子判定方法对流体平稳运动以及剧烈运动两种工况,都能准确地判断出自由表面粒子,解决了基于粒子数密度判断方法因粒子分布稀疏产生误判的问题.这种全新的自由表面粒子判定方法对今后采用MPS方法计算两相流问题时,两种介质在界面处的传热传质计算有重要意义.【总页数】7页(P500-506)【作者】朱跃;姜胜耀;杨星团;段日强【作者单位】清华大学核能与新能源技术研究院,先进核能技术协同创新中心,教育部先进反应堆工程与安全重点实验室,北京 100084;清华大学核能与新能源技术研究院,先进核能技术协同创新中心,教育部先进反应堆工程与安全重点实验室,北京100084;清华大学核能与新能源技术研究院,先进核能技术协同创新中心,教育部先进反应堆工程与安全重点实验室,北京 100084;清华大学核能与新能源技术研究院,先进核能技术协同创新中心,教育部先进反应堆工程与安全重点实验室,北京100084【正文语种】中文【中图分类】O35【相关文献】1.基于Fe3O4@PAA-RB荧光纳米粒子荧光增强法检测环境水样中阴离子表面活性剂 [J], 饶通德2.基于功能化银纳米粒子的表面增强拉曼法检测水体中As3+ [J], 齐建平;齐楠;尤慧艳3.基于移动粒子法的快堆自由表面流体对容器顶盖冲击现象的数值模拟 [J], 卫媛媛;陆道纲4.溃坝自由表面流动的移动粒子半隐式法模拟 [J], 刘永涛;朱仁庆5.一种适用于移动粒子半隐式法的自由表面识别方法 [J], 潘徐杰;张怀新;孙学尧因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于有限元法催化剂颗粒撞击壁面的数值模拟
从而为企业 带来更 多的利益 。为 了使碰撞造成 的催 化剂 颗 粒 和构 件 损耗 更 小 ， 国内外 的学者 进行 了相关 方面的研究 ， 中， ．ｒ ｎ 其 ＤＧｉ 等 利用有限元法模拟了 ｉ ｆ 多颗颗粒撞击对壁面造成的磨损 ； ． ｕｋｒ 模拟 Ｍ Ｊｎａ等
节 点发生 的最 大位移 如 图 ８ 所示 。
参考文 献 （ ｆｒｎｅ） Ｒｅｅｅｃｓ ：
［ ］ 杨 勇刚 ， 勇． １ 罗 催化剂磨 损和再生器催化 剂跑损 的控制 ［］ 炼油设 计 ，０ １３ （ ）１ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ— ８ Ｊ． ２ ０ ，１９ ：５ １． ［ ］ 刘仁桓 ， ２ 魏耀东 ， 催化裂化装置跑损催化剂 的颗粒粒度分 析［］ 石油化工设备 ，０ ６ ３ （ ）９ １ ． Ｊ． ２０ ，５ ２ ：－ １
ｐ ｒ ｃｅ ａ ａ ｔ ｒ ｒ ｐ ｉ ｚ ｄ ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｅ ｕ ｅ ｃ ｔ ｙ ｔ ｐ ｒ ｃｅ ｅ ｏ ｍａｉ ｎ ａ ｄ ｅ ｏ ｉ ｅ ｏ ｈ ｕ ｆ ｃ ｔ ｅ ｔ ｃ ｎ ｃ ａ ｕ ｅ ａ ｉｌ ｓ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｗｅ ｅ ｏ ｔ ｔ ｍｉｅ ．Ｉ ｒ ｅ ｏ ｒ ｄ ｃ ａａ ｓ ａ ｔ ｌｓ ｄ ｆｒ ｔ ｎ ｒ ｓｖ ｆｔ ｅ ｓ ｒ ｅ，ｈ ｅ ｈ ｉａ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｌ ｉ ｏ ａ ｌ
［ ］ 陈学 东 ， ３ 王
冰， 关卫和 ， 我国石化企业在用压力容器 等．
与管道使用现状和缺 陷状况分 析及失效预防对策 ［］ 压 Ｊ．
力容 器 ，０ １ １（ ）４ — ３ ２０ ，８ ５ ：３ ５ ． ［ ］ 万古军 ， ４ 魏耀东 ， 时铭显． 化裂化再生器 树枝状 主风分 催
布管磨损 的气相流场分 析［ ］炼油技 术与工程 ，０ ６ ３ Ｊ． ２ ０ ，６
计算流体动力学中的数值模拟方法及其应用实例
计算流体动力学中的数值模拟方法及其应用实例计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）是一种利用数字计算方法进行流体力学运动模拟的科学方法。
近年来，随着计算机技术的不断提升，CFD得到了广泛的应用，已经成为了各个领域研究的一个重要工具。
本文将围绕着计算流体动力学的数值模拟方法及其应用实例进行探讨。
一、数值模拟方法数值模拟方法是计算流体动力学研究的基础。
在流体运动的数值模拟中，一般采用对流方程、连续方程、能量方程和状态方程等模型进行描述。
常用的数值解法有有限差分法、有限元法、边界元法、网格法、拉格朗日法和欧拉法等。
其中，欧拉法是一种传统的流体动力学数值模拟方法，主要用于计算不可压缩流动，采用的是守恒方程组。
与之相比，拉格朗日法则是以控制流体粒子运动轨迹的方式模拟流体动力学的方法，该方法在涡动、气泡运动和多相流等问题中具有很强的应用性。
此外，有限元法在流场解析锁定中应用较为广泛。
边界元法主要用于边界层解析，其计算量相对较少。
二、应用实例在实际工程应用中，CFD可以应用于电子、航空、汽车、船舶、机械、化工等众多领域。
下面举例说明CFD技术在研究中的应用情况：1. 天然气流动研究在天然气储运过程中，流动管道中内部发生的阻力、压降、弯曲等影响了流体流动的宏观特性，通过CFD的仿真分析，可以对管道内部流体运动状态进行精细分析，从而优化油气输送流程，减少输送成本。
2. 垃圾焚烧研究CFD可以应用于垃圾的焚烧研究，模拟焚烧过程中温度、氧气浓度等流体参数的变化，进而对SOX、NOX等劣质气体进行排放控制。
不仅可以保证环境友好生产，还能提高垃圾焚烧的能量利用效率。
3. 污水处理研究CFD可以模拟仿真污水处理系统设计，支持污水的流动、混合、投加药剂等处理过程的模拟和优化研究，有效提高了污水处理系统的处理效果，降低了生产成本。
4. 尾流流场研究CFD技术可以应用于船舶尾流流场分析，预测尾流的产生和传递，使得船舶尾流对下游船只的影响得到了有效的控制。
基于欧拉方法的机翼表面水滴撞击特性数值模拟
基于欧拉方法的机翼表面水滴撞击特性数值模拟刘鑫;邢玉明;杜佶【摘要】Eulerian method is employed to analyze the droplets impingement characteristics of NA-CA0012 at different speeds and in different meteorological conditions.The commercial software Fluent is used to calculate the air flow field,and UDS is applied to work out the water droplets phase control equation.The results show that local water droplets collect coefficient and water droplets collision increase as the flight speed and average droplet volume diameter increase and that liquid water content has little influence on the droplet impingement property.%基于欧拉方法分析了不同飞行速度和不同气象条件下 NACA0012机翼水滴撞击的特性，使用 Fluent 商用软件计算空气流场，并通过 UDS 模块求解水滴相控制方程。
从计算结果分析得出：局部水滴收集系数及水滴撞击范围随飞行速度和平均水滴容积直径的增加而明显增加；液态水含量对水滴撞击特性影响不大。
【期刊名称】《唐山学院学报》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P18-21)【关键词】机翼表面;水滴撞击特性;流场计算;欧拉方法【作者】刘鑫;邢玉明;杜佶【作者单位】北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京 100191;北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京 100191;北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京 100191【正文语种】中文【中图分类】O353.4飞机结冰是指飞机在飞行时其外表面上水分积聚冻结成冰的现象。
化学反应模拟中的计算流体力学方法指南
化学反应模拟中的计算流体力学方法指南引言：在化学工程领域，模拟化学反应过程对于优化反应条件、提高反应效率具有重要意义。
计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）方法以其快速、准确、经济的特点在化学反应模拟中被广泛应用。
本文旨在为化学工程师提供一份关于化学反应模拟中计算流体力学方法的指南，帮助他们选择适合的CFD方法，从而实现准确且有效的反应模拟。
一、计算流体力学方法概述：计算流体力学是一种数值模拟方法，用于描述在给定的边界条件下流体运动的物理现象。
它基于质量、动量和能量守恒定律以及流体的连续性、动量和能量守恒方程，通过数值解这些方程来模拟流体的行为。
在化学反应模拟中，计算流体力学方法可以用于描述流体的混合、传热和质量转移等过程。
二、化学反应模拟中常用的计算流体力学方法：1. Euler法：Euler法是最基本的CFD方法之一，它假设流体是连续和不可压缩的，适用于密度相对稳定的情况。
Euler法通过离散化流体域，将流体领域划分为有限体积，计算流体在每个体积元内的平均参数。
然后通过求解守恒方程来模拟流体的运动和行为。
2. Navier-Stokes方程：Navier-Stokes方程是CFD中最基本的方程之一，描述了流体的宏观行为。
基于Navier-Stokes方程的CFD方法可以模拟各种流体现象，如流动、湍流、传热等。
对于化学反应模拟，考虑到反应过程中产生的温度、压力、速度等因素，基于Navier-Stokes方程的CFD方法能够提供更准确的结果。
3. 湍流模拟：湍流是许多化学反应过程中不可避免的现象，因此模拟湍流对于准确描述反应过程至关重要。
常见的湍流模拟方法包括雷诺平均Navier-Stokes方程（Reynolds-Averaged Navier-Stokes，简称RANS）和大涡模拟（Large Eddy Simulation，简称LES）。
RANS 方法适用于平均湍流场，而LES方法则可以模拟湍流尺度小于网格尺度的流体湍流。
波浪对透空式结构物冲击作用的光滑粒子流体动力学数值模拟
局 部 高 度 函数 对 ＶＯＦ方 法 进 行 了修 正 ， 立 了适 建 用 于 规则 波 和随 机波 的波 浪 冲击 数 值模 型 。Ｂ ｏ ｔ ｒ ｄ－
ｋ ｒ［ 基 于 Ｋｌｅｓ ｎ等 Ｌ 的 ＶＯＦ模 型研 究 了 正 ｏ ｂ５ ｅｆｍａ ４ ］
向和斜 向入射 波 及波 流共 同 作用 下 固定导 管架 平 台
了验 证 。
关 键 词 ： 滑粒 子流体 动 力 学 ； 浪冲 击 ； 光 波 数值 水槽
中图分类号 ： ＴＶ１ ９ ２ ３ ． 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：２ ３４ ９ （０ ２ ０ —１ ３１ ０ ５— １３ ２ １） １ ６ —５ ０
１ 引 言
波浪 对 浪溅 区透 空式 建筑 物 的冲 击作用 是 海岸 和 近海 工 程领 域至 今没 有解 决 的 困难课 题 。近 十多
任 冰 高睿 金 钊 ， 国 玉 ， 永 学 ， ， 王 王
（．大 连 理 工 大学 港 口 、 岸 及 近 海 工 程 国 家 重 点 实 验 室 ， 宁 大 连 １ ６ ２ ） １ 海 辽 １０ ４
摘 要 ： 于 光滑 粒子 流体 动力 学（ Ｐ 方 法 的二 维数 值 波 浪水 槽 模 拟 了规 则 波对 透 空式 结 构 物 的 基 Ｓ Ｈ）
收 稿 日期 ：０ ００ －７ 修 订 日期 ：０ １０—３ ２ １—８２ ； ２ １ －６１ 。
基 金 项 目 ： 家 自然科 学 基 金 资 助 项 目（ １ ７ ０ ０ ５ ９ １ ０ ） 国 ５ １ ９ ３ ；０ ２ ０ １ 。
作者简 介： 冰（ ９２ ， ， 任 １ ７ 一） 女 山东省烟台市人 ， 博士 ， 从事港 口、 海岸及近海工程领域的研究 。Ｅ ｍａｌｂｅ ｛ ｌｔｅ ｕ ｃ － ｉ：ｒｎ￣ｄｕ．ｄ ． ｎ
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Ｉ ｐａ ｔＣｏ ｉ ｏ ｓ ａ ｔ ｒ ｂ ｏ ｉ ｒ ｉ ｌ ｅ ｉｉ ｐｌｃ ｔＭ ｅ ｈ ｄ ｍ ｃ ｐ ｎｇ ｆ ｒ Ｆａ ｔＲｅ ｃ ｏ ｙ Ｍ ｖ ｎｇ Ｐａ ｔｃ ｅ Ｓ ｍ —ｍ ｉ ｉ ｔｏ
Ｗ ＥＩＤ ｏ ｇ ｎｇ
粒子 数密 度修 正量代 入 可压缩 性 流体 的连续 方 程 中， 同时 对 时 间离 散 ， 得 到 了 压 力 泊 松 方 就 程 。采用不 完全 Ｃ ｏｅｋ ｈ ｌｓ ｙ分 解 预 处 理 共 轭 梯
度 法 迭 代求 解 压 力 泊松 方 程 组后 ， 可陆 续求 即
出新 时刻粒 子 的速度 和位 移 。
Ｆｉ Ｉ ｅ ａ ｔｏｎ ｍ ｏｄ ｌａ ｏｎ ｒｉｌ ｓ ｇ．１ ｎｔ ｒ ｃ ｉ ｅ ｍ ｇ ｐａ ｔｃｅ
表 示 的 Ｎ Ｓ方程 ： —
融 合 。本 工作 采 用 ＭＰ Ｓ方 法 数值 模 拟 正 弦三 波 激励 下液 面晃动 对容 器顶 盖 的冲击 现象 。
挈 ＝０
求 解 自由表 面 的流 动 问题 时 ， 会遇 到 网格 划 分
使用 无 网格 方法 求解 自由表 面 的流动 问题具有
收 稿 日期 ：０ ８１—５ 修 回 日期 ：０ ８１—７ ２ ０— １０ ； ２ ０ —２２
作者 简 介 ： 嫒 媛 （ ９ ４ ）女 ， 徽 六 安 人 ， 士研 究 生 ， 科 学 与工 程 专 业 卫 １８一 ， 安 硕 核
ｄ‘ ｚ ｄ ｔ １
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（） ３
１ 方 法 简 介
１ １ 支 配 方 程 ．
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（一 （＇／ ］ 咖 １ｍｉ ＋ ＇ Ｔ ｊ ｌ
Ｉ １＋ （ ） ｇ４ ］ ）
ＭＰ Ｓ方 法是 一种完 全 的拉 格 朗 日方 法 ， 选 用不 可压 缩 流 体 的拉 格 朗 日形 式 的 Ｎ Ｓ方 程 － 进行 计算 。Ｋｏ ｈｚ ｋ ｓ ｉｕ ａ等［ 通过 定 义 粒 子 间 的 ３ ］ 相互作 用来 正确 地 描 述 Ｎ Ｓ方 程 中 的梯 度 、 － 散 度、 拉普 拉斯 算子 等模 型 。 在 ＭＰ Ｓ方 法 中 ， 核 函数 来 表 示 粒 子 间 用 的相互作 用 。采用 下 面的核 函数 ： Ｉ 一１ （ ０≤ ｒ ｒ） ＜ 。
１ ３ 边 界 条 件 ．
（） ５
＂ ’
ＭＰ Ｓ方法 中 自 由表 面 的判 定 是 用 粒 子 数
密度 判 断的 。在 自由表 面外 不布 置 粒 子 ， 样 这
自由表 面 的流 动在 工 业 、 环境 方 面均 很 重 要， 但很难 模拟 这种 流动 ， 因在 于其存 在运 动 原 边 界 ， 界位 置仅在 初始 时刻确 定 ， 界位置 须 边 边
困难 、 网格 突变及 网格 移动等 问题 。近年 来 ， 数
值 解 法 — — 无 网 格 方 法 发 展 起 来 。 Ｇ ｎ ｏｄ ｉｇ ｌ 等 Ｅ 引 入 了 Ｓ Ｈ （ ｍｏ ｔ ｅ ａｔ ｌ ｈ ｄ ｏ ｙ 。 Ｐ ｓ ｏｈ ｄ ｐ ｒｉ ｅ ｙ ｒｄ — ｃ
中 ｒ 取 相邻 粒子 间距 的 ２ １倍 。 ． 粒子 ｉ 和粒 子 ＿ ｆ的位 置用 ｒ、 示 。 ｒ 表 以粒 子 ｉ 中心 ， ｉ 为 以 和 之 间的矢量差ｒ Ｉ ｆ — 一 Ｉ ｒ 为变量 ， 它进行 加权 求和 得到 粒子 数密度 ： 对
一
散 度 、 普 拉 斯算 子 等 模 型进 行 修 正 。 正 后 ， 拉 修 得 到 了 ｋ 时刻 的各参 数值 。 ＋１ 将速 度修 正量 和
网格法 在求 解 自由表 面 问题 上 的局 限 ， 些方 这
法均 很难计 算 出液 面晃动 对容 器壁 和顶 盖 的冲 击压力 ， 而移 动粒 子法 则 能 准 确地 模 拟 出 自由 表 面 流 动 的各 种 现象 ， 至 是液 滴 的 飞溅 和再 甚
图 １ 粒 子 间相 互 作 用
保 持 ， 不 变 ， 就 需 对 其 Ｎ— ｚ 。 这 Ｓ方程 中 的梯 度 、
式 中 ： 为 相邻 两粒子 间距 ， 越小 ， ｒ ｒ 相互 作用 越
大 ； 为 和尺 寸 ， 决定 了粒 子 间相互 作用 的 面积
大小 。 图 １ 示 ，。 ， 如 所 ｒ 小 相互 作 用 的粒 子少 ，ｅ ｒ 大 ， 互作 用 的粒 子 多 ， 太小 ， 相 计算 就不稳 定 ， 计算 时间较 短 ， 发散 ， 太大 ， 易 情况 相反 ， 本文
叫ｒ一１ （ （ ｒ ） ０ ｅ≤ ）
（ １ ）
Ｓ ＭＡＣ ｓ ｌ ｍａｋａ ｄｃｌ 方 法 相 似 。首 （ｉ ｅ ｒ ｎ ｅ１ ｍｐ ） 先 显 示 计算 动 量 守 恒方 程 中的黏 性 项 和源 项 ， 计 算结 束后 ， 粒子 数密 度变 成 了 ， 里 的 这 并 不等 于 ０ 隐 式 部 分 的计 算 仍 使 粒 子 数 密 度 。
作 为计算 结果 的一 部分进行 求解 。而传 统 的网
格 方法 ， ＭＡＣ（ ｒ ｅ ｎ ｅ ） 法ｕ ， 如 ｍａｋ ｒａ ｄ ｃｌ 方 １ Ｊ 在
ｎ ｍｉ ） 念 ， ｓ ｉ ｋ ａ ｃ 概 ｓ Ｋｏ ｈｚ ａ等［ 提 出 了一 种修 正 ｕ ３
的粒 子 法— — ＭＰ 移 动 粒 子 半 隐 式 ） 法 。 Ｓ（ 方
Ｋ ｅ ｒ ：ｍ ｏ ｉ ａ ｔｃｅ ｓ ｍ ｉｉ ｐ ｉｉ ｅ ｈｏ ｙ ｗｏ ｄｓ ｖ ｎｇ ｐ ｒ ｉｌ ｅ —ｍ ｌｃｔｍ ｔ ｄ；ｆ ｓ ｅ ｃ ｏ ａ ｔ ｒ ａ ｔ ｒ； ｆｅ ｕ ｆ ｃ ｈｏ ｉ ｒ ｅ ｓ ｒ ａ ｅ ｓ ｗ ｎｇ；３
Ｓ ｎｅ ｗａ ｓ ｉ ｙｅ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｃｅ ｒＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｎ ｅ ｉｇ，Ｎｏ ｔ ｈ ｎ ｅｔｉ ｗｅ ｉｅ ｓｔ Ｓ ｈ ｏ Ｎｕ ｌａ ｃｅ ｃ ｎ ｇｉｅｒｎ ｏ ｒｈＣ ｉａ ＥｌｃｒｃＰｏ ｒＵｎ ｖ ｒｉｙ，Ｂｅｊｎ ０ ２ ６，Ｃｈｎ ） ｉｉｇ １ ２ ０ ｉ ａ
时， 容器 中 自由液 面的晃 动波 高可 达数 米 ， 至 甚
有 可能 冲击容 器 圆形 封 头 。为 了核 电厂 的安 全
性 ， 须考 虑 地 震下 液 体 晃 动对 结构 的 冲击 载 必 荷 。 目前 ， 国内用 来 分 析 自由液 面 晃 动 的 软 件
主 要 有 Ｂ Ｌ Ｅ － 和 Ｃ ＴＥ ０ ０５， 于 Ｅ Ｉ Ｆ ３４ Ｌ ］ ＡＳ Ｍ２ ０ Ｌ 由 Ｊ
筹 ［ （
式中： 户为压 力 ； 。 初 始 粒 子数 密 度 ； ｉ为 ｔ ／ ｇ为 重 力加 速度 ； 动 粘 性 系数 。 外 ， 引 人 一无 为 此 还 量纲 参数 ， 模 拟 的结 果 与 扩 散 方 程 的 解析 使
解一致。
１ ２ 算 法 ． ＭＰ Ｓ方法 采用 半 隐式 的时 间推 进 算法 ， 与
关键词 ： 动粒子法 ； 堆 ； 移 快 自由液 面晃 动 ； 弦三 波 正 中 图 分 类 号 ： Ｌ ３ Ｔ ３４ 文献标志码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ０ ６ ３ （ ０ ９ １ — ９ ００ １ ０—９ １ ２０ ）００ １—５
Ｎｕ ｅ ｉ ａ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｔ ｍ ｒ ｃ ｌＳ ｍ ｌ ｔｏ ｏ Ｐｈｅ ｍ ｅ ｏ ｆＭ ａ ｎ Ｖｅ ｓ ｌＦｒ ｅ Ｓ ｒ ａ ｅ Ｆｌ ｗ ｎｏ ｎ ｎｏ ｉ ｓｅ ｅ ｕ ｆ ｃ ｏ
第 １期 Ｏ
卫嫒 嫒 等 ： 于 移 动 粒 子 法 的 快 堆 自 由表 面 流 体 对 容 器 顶 盖 冲击 现 象 的数 值 模 拟 基
９１ ｌ
较 明显 的优 势 。
快堆 的主容 器 内存 在 自由表 面 ， 液 面 的 在 上 方是 容 器 的 圆 形 封 头 。 当发 生 长 周 期 地 震
第４ 卷第 １ 期 ３ ０
２ ０年 ｌ月 ０９ Ｏ
原
子
能
科
学
技
术
Ｖｏ ． １ ４３， ．１ Ｎｏ ０
Ａｔ ｍｉ ｅ ｇｙ Ｓｃｅ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｌ ｇｙ ｏ ｃ Ｅｎ ｒ ｉｎｃ ｎ ｃ ｎｏ ｏ
０ａ ．２ ０ ｔ ０ ９
基 于 移 动 粒 子 法 的 快 堆 自 由表 面 流 体 对 容 器 顶 盖 冲 击 现 象 的 数 值 模 拟
卫媛媛， 陆道纲
（ 北 电力 大 学 核 科 学 与 工程 学 院 ， 京 华 北 １２０） ０ ２ ６
摘 要 ： 堆 的 主 容 器 内存 在 自由表 面 流 体 ， 快 当发 生 长 周 期 地 震 时 ， 流 体 的晃 动 有 可 能 冲击 到 容 器 顶 盖 ， 该 对 反应 堆 的安 全 造 成 威 胁 。文 章 引 入 移 动 粒 子 法 — — ＭＰ Ｓ方 法 来 模 拟 流 体 的 运 动 。在 验 证 了 该 粒 子 法 对 于 容器 内 自由表 面 晃 动 问 题 的 准 确 性 和 有效 性 之 后 ， 一 步 模 拟 了 正 弦 三 波 激 励 下 液 面 晃 动 对 容 进 器 顶 盖 的 冲击 现 象 ， 到 的 冲击 压 力 可 为 容 器 结 构 完 整 性 分 析 提供 载荷 。 得
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