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专利号: 2025115743630
申请人: 浙江理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于特征点布置的跨尺度颗粒流动计算方法,其特征在于,包括:S1:获取当前时间步颗粒的位置坐标、速度、半径和增广系数;

S2:获取所有流体域网格的位置坐标、体积和流场速度;

S3:根据网格的体积、颗粒的半径和增广系数计算特征点位置坐标,并由此筛选出位于增广域内的网格并同时提取其位置坐标、体积和流场速度;

S4:根据所述增广域内的网格的位置坐标、网格的体积和颗粒的位置坐标,将所述增广域内的网格通过不同方式确定其网格空隙度,并计算颗粒的背景空隙度;具体包括:S41:根据所述颗粒的位置坐标与网格的位置坐标,得到两者之间的距离;S42:根据所述距离和网格的体积得到延展距;S43:通过所述距离、延展距和颗粒的半径对所述增广域内的网格进行分类,再分别计算各类网格的空隙度;S44:根据所述各类网格的空隙度和体积,计算得到颗粒的背景空隙度;

S5:根据所述网格空隙度、网格的体积、网格的位置坐标、流场速度以及颗粒的速度和颗粒的位置坐标,计算颗粒的背景流场速度;

S6:根据所述颗粒的背景空隙度、颗粒的速度和背景流场速度,计算颗粒的曳力;

S7:将所述颗粒的曳力通过迭代计算,得到下一时间步颗粒的位置坐标和速度;

S8:将所述曳力以源项的形式添加到动量方程中进行迭代计算流体的运动,得到下一时间步的流体域网格的速度。

2.根据权利要求1所述的一种基于特征点布置的跨尺度颗粒流动计算方法,其特征在于,还包括:S9:判断当前时间步是否为最后一个时间步,若否,则返回S1继续执行;若是,则终止操作流程,得到最终的颗粒的位置坐标、速度和流体计算域网格的流场速度信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于特征点布置的跨尺度颗粒流动计算方法,其特征在于,根据网格的体积、颗粒的半径和增广系数计算特征点位置坐标,并由此筛选出位于增广域内的网格并同时提取其位置坐标、体积和流场速度,包括:S31:根据流体域网格的体积,计算得到最小网格间距;

S32:根据所述最小网格间距、颗粒的半径和增广系数,计算得到特征点布置的总层数s;

S33:根据所述最小网格间距、颗粒的半径和增广系数,计算得到特征点第x层的半径;

S34:根据所述最小网格间距和第x层的半径,由外而内逐层计算确定每一层的特征点个数;

S35:根据第x层的半径和特征点总数,计算得到第x层的每一个特征点的位置;

S36:若x<s,则x加一,并返回S33,否则结束循环得到全部特征点的位置坐标;

S37:根据全部特征点的位置坐标筛选出其所在的网格,并进一步获取所述网格的位置坐标、体积和流场速度。

4.根据权利要求1所述的一种基于特征点布置的跨尺度颗粒流动计算方法,其特征在于,根据所述网格空隙度、网格的体积、网格的位置坐标、流场速度以及颗粒的速度和颗粒的位置坐标,计算颗粒的背景流场速度,包括:S51:根据所述颗粒的位置坐标与增广域内各网格的位置坐标之间的距离确定权重值,并通过归一化处理得到各网格对应的最终权重系数;

S52:根据所述网格空隙度、网格的体积和流场速度,并结合所述网格的权重系数,采用加权平均的方式计算得到颗粒的背景流场速度。