A unified Lagrangian particle approach for the simulation of complex fluids and multi-scale flow phenomena
用于模拟复杂流体和多尺度流动现象的统一拉格朗日粒子方法
基本信息
- 批准号:46383314
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Independent Junior Research Groups
- 财政年份:2007
- 资助国家:德国
- 起止时间:2006-12-31 至 2013-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In this project, we propose a unified numerical approach for the investigation of complex fluid and multiscale flow problems based on a purely Lagrangian, meshless method, i.e. Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). In order to test the robustness and flexibility of the technique, we will consider two different classes of problems: (1) mesoscopic dynamics of colloids; (2) Lagrangian turbulence. Concerning (1), the central objective will be the development and implementation of an SPH model for the simulation of nanosize structures of arbitrary shapes which are suspended in a continuum medium (Newtonian or non-Newtonian). We propose an investigation of these systems in order to understand their macroscopic rheological behaviour in terms of the micro-mechanical model parameters. With respect to (2), the objective is the modelling of turbulent flows in a fully Lagrangian framework. To this end, we will investigate Lagrangian stochastic models as well as 'sub-particle' scale models based on the recently proposed implicit turbulence modelling approaches, exploiting the specific structure of 'particle methods'. As a result of this project we expect a breakthrough in the purely Lagrangian numerical modelling of turbulence and of viscoelastic materials with inclusions. The unified particle model will be cast into an efficient particle simulation code, where current developments at the host institution are incorporated.
在这个项目中,我们提出了一个统一的数值方法的调查复杂的流体和多尺度流动问题的基础上纯拉格朗日,无网格方法,即光滑粒子流体动力学(SPH)。为了测试该技术的鲁棒性和灵活性,我们将考虑两类不同的问题:(1)胶体的介观动力学;(2)拉格朗日湍流。关于(1),中心目标将是开发和实施SPH模型,用于模拟悬浮在连续介质(牛顿或非牛顿)中的任意形状的纳米尺寸结构。我们提出了这些系统的调查,以了解其宏观流变行为的微观力学模型参数。关于(2),目标是在完全拉格朗日框架中模拟湍流。为此,我们将研究拉格朗日随机模型以及“子粒子”尺度模型的基础上,最近提出的隐式湍流建模方法,利用“粒子方法”的特定结构。作为这个项目的结果,我们期望在湍流和粘弹性材料夹杂物的纯拉格朗日数值模拟的突破。统一的粒子模型将被转换成一个有效的粒子模拟代码,其中包括在东道国机构的当前发展。
项目成果
期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Three-dimensional simulations of dilute and concentrated suspensions using smoothed particle hydrodynamics
- DOI:10.1007/s40571-015-0072-5
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:3.3
- 作者:A. Vázquez-Quesada;X. Bian;M. Ellero
- 通讯作者:A. Vázquez-Quesada;X. Bian;M. Ellero
A splitting integration scheme for the SPH simulation of concentrated particle suspensions
- DOI:10.1016/j.cpc.2013.08.015
- 发表时间:2014
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:X. Bian;M. Ellero
- 通讯作者:X. Bian;M. Ellero
Multiscale modeling of particle in suspension with smoothed dissipative particle dynamics
- DOI:10.1063/1.3676244
- 发表时间:2012-01-01
- 期刊:
- 影响因子:4.6
- 作者:Bian, Xin;Litvinov, Sergey;Adams, Nikolaus A.
- 通讯作者:Adams, Nikolaus A.
Shear Thinning of Noncolloidal Suspensions.
- DOI:10.1103/physrevlett.117.108001
- 发表时间:2016
- 期刊:
- 影响因子:8.6
- 作者:A. Vázquez-Quesada;R. Tanner;M. Ellero
- 通讯作者:A. Vázquez-Quesada;R. Tanner;M. Ellero
Analysis of interpolation schemes for the accurate estimation of energy spectrum in Lagrangian methods
- DOI:10.1016/j.compfluid.2013.05.003
- 发表时间:2013-08-15
- 期刊:
- 影响因子:2.8
- 作者:Shi, Yilei;Zhu, Xiao Xiang;Adams, Nikolaus A.
- 通讯作者:Adams, Nikolaus A.
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