[发明专利]一种用于模拟金属冷喷涂的无网格数值计算方法有效
申请号: | 201810774497.0 | 申请日: | 2018-07-13 |
公开(公告)号: | CN109117508B | 公开(公告)日: | 2020-11-06 |
发明(设计)人: | 刘谋斌;张智琅;黄灿 | 申请(专利权)人: | 北京大学 |
主分类号: | G06F30/25 | 分类号: | G06F30/25;G06F119/14 |
代理公司: | 中科专利商标代理有限责任公司 11021 | 代理人: | 李佳 |
地址: | 100871*** | 国省代码: | 北京;11 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 用于 模拟 金属 喷涂 网格 数值 计算方法 | ||
1.一种用于模拟金属冷喷涂的无网格数值计算方法,包括:
设置初始无网格计算模型参数;
生成虚拟粒子,用以施加边界条件;
进行邻近粒子搜索;
计算每一粒子的核函数、核函数梯度值以及内力;
计算动量及能量变化率,并采用变光滑长度法更新粒子的光滑长度;
进行时间积分,并输出金属冷喷涂的模拟结果;
其中,根据粒子的密度变化率更新粒子的光滑长度,具体关系式如下:
式中,hi和ρi分别为粒子i的光滑长度及密度,t为时间;
在计算每一粒子的核函数、核函数梯度值之后还包括:采用核梯度修正法对核函数的梯度进行修正,计算过程如下:
式中Wij为核函数,为原有核函数梯度,为修正后的核函数梯度,粒子i位置信息为(xi,yi,zi),粒子j位置信息为(xj,yj,zj),公式中xji=xj-xi,yji=yj-yi,zji=zj-zi,Vj为粒子j的体积;
采用双线性Johnson-Cook本构模型进行内力计算,计算过程如下:
式中,T*为温度相关无量纲量;为有效塑性应变,为有效塑性应变率,为准静态参考应变率;A,B,n,m均为材料常数;C和C′分别为低于和高于临界应变率下的应变率敏感性指数。
2.根据权利要求1所述的用于模拟金属冷喷涂的无网格数值计算方法,其中,所述初始无网格计算模型参数包括实体粒子信息,该实体粒子信息包括冷喷涂颗粒、基板粒子的位置信息及物理信息。
3.根据权利要求2所述的用于模拟金属冷喷涂的无网格数值计算方法,其中,在所述生成虚拟粒子,用以施加边界条件的步骤中,生成计算所需要的虚拟粒子,布置固定壁面以及镜像边界虚拟粒子信息,包括:
生成Monaghan型虚拟粒子,为第1层边界粒子,等间距的布置在边界上,其对接近固定壁面的实际粒子产生排斥力,施加固定壁面边界条件;以及
生成Libersky型虚拟粒子,为第2~3层边界粒子,由靠近边界位置的实体粒子关于边界对称生成,其和实体粒子速度方向相反,施加防止粒子穿透边界的镜像边界条件。
4.根据权利要求3所述的用于模拟金属冷喷涂的无网格数值计算方法,其中,根据所述实体粒子信息及虚拟粒子信息,采用三维树形搜索法进行邻近粒子搜索,确定每一粒子的相互作用粒子。
5.根据权利要求1所述的用于模拟金属冷喷涂的无网格数值计算方法,其中,根据连续性方程、动量方程及能量方程计算每一时间步的动量及能量变化率。
6.根据权利要求1所述的用于模拟金属冷喷涂的无网格数值计算方法,其中,采用蛙跳法或预估校正法进行时间积分。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于北京大学,未经北京大学许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201810774497.0/1.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 上一篇:一种考虑枯落层作用的坡面产流模拟方法
- 下一篇:航空发动机增压腔的设计方法