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力学
计算机软件及计算机应用
> 水流冲击橡胶球(不固定)
水流冲击橡胶球(不固定)
图片来源:
孙洪全.
基于SPH方法的流体与可变形固体交互模拟 ,
黑龙江大学自然科学学报, 2012 (05).
>>查看本文图片摘要
图片关键词:
橡胶球
水流
所属学科:
力学
计算机软件及计算机应用
图片上下文:
否被固定分成两种情形进行模拟。流体和橡胶球的静止密度ρ0分别为1000kg·m-3和1200kg·m-3,流体的压缩模量ε=2×106,固体的体积模量K=2×107,剪切模量μ=4×106,水流和粘性液体的粘性系数分别设置为0和10。使用的粒子总计为3000个,平均帧速为15帧左
....
右。情形一:橡胶球被自由放置在地板上在这组实验中,橡胶球首先被自由放置在地板上,随后当球表面受到流体冲击时,球体开始发生形变,并产生凹陷,同时由于受到流体的冲击力,在其作用下向右侧的墙体移动。无粘性水流和橡胶球的交互模拟结果如图2所示,其中的(a)~(d)分别对应模拟过程中的4帧图片。在模拟过程中由于水受到橡胶球的反作用,溅起了大量的水花,这一现象也体现了水流的无粘性特性。(a)(b)(c)(d)图2水流冲击橡胶球(不固定)Fig.2Arubberball(unfixed)andtheoncomingwaterstream图3展示了粘性液体和橡胶球的交互过程,其中的(a)~(d)对应模拟过程中的4帧图片。由于液体具有较大的粘性,模拟过程中没有出现液体泼溅现象,真实体现了液体的粘性流动特点。(a)(b)(c)(d)图3粘性液体冲击橡胶球(不固定)Fig.3Arubberball(unfixed)andtheoncomingviscousliquid情形二:橡胶球被固定在地板上在这组实验中,橡胶球首先被固定在地板上,并与流体发生交互作用,模拟结果如图4和图5所示。当球体受到流体冲击时,由于球体无法通过移动缓冲流体的冲击力,因此与情形一的模拟结果相比,球体表面出现了更明显的凹陷,这与真实的物理现象一致。无粘性水流和橡胶球的交互模拟结果如图4(a)~(d)所示,在水流冲击下橡胶球出现的凹陷体现了流体对固体的交互作用,同时水流由于受到橡胶球的阻碍而导致的方向变化体现了固体对流体的交互作用,其中出现的水花
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