本書共分為六章, 內(nèi)容包括了對MPS方法的概述, 基本原理及其最新進(jìn)展, 主要包括經(jīng)典MPS方法數(shù)值原理、求解方法以及計算結(jié)果的可視化處理過程; MPS方法的應(yīng)用包括MPS程序在氣液兩相流領(lǐng)域的應(yīng)用, 主要有包括直接模擬的多相流MPS方法以及無網(wǎng)格線混合格式移動半隱式粒子法; MPS程序在固液兩相流中的應(yīng)用, 有包括離散單元模型 (DEM) 在MPS方法中的實(shí)現(xiàn)以及DEM模型與MPS方法的耦合過程; MPS方法在傳熱相變以及材料共晶反應(yīng)中的應(yīng)用等方面的內(nèi)容。
男，1979年11月生，工學(xué)博士，西安交通大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師�，F(xiàn)任核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長，陜西省先進(jìn)核能技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。國家優(yōu)秀青年基金獲得者、教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才、陜西青年科技獎、霍英東青年教師基金獲得者。2007年10月至2009年4月赴日本東京大學(xué)從事博士后研究。擔(dān)任Annals of Nuclear Energy等三個國際期刊編委，《原子能科學(xué)技術(shù)》編委，全國新堆與研究堆專業(yè)委員會委員。主要研究方向先進(jìn)核反應(yīng)堆熱工水力設(shè)計與安全、嚴(yán)重事故及CFD模擬等。主持包括國防973課題、國家自然科學(xué)基金、核能重大專項課題、ITER計劃合作課題等項目30余項。發(fā)表SCI論文110余篇，他引600余次，出版教材和專著3部，獲授權(quán)發(fā)明專利15項、軟件著作權(quán)10項，獲教育部技術(shù)發(fā)明一等獎1項(3)，陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎1項(4)，二等獎1項(3)，國際會議論文獲獎5次，國際會議邀請報告6次。
第1章 移動粒子半隱式方法概述
1.1 移動粒子半隱式方法的起源
1.2 移動粒子半隱式方法的特征
1.3 移動粒子半隱式方法的應(yīng)用
1.4 本書的主要內(nèi)容
參考文獻(xiàn)
第2章 移動粒子半隱式方法基礎(chǔ)
2.1 控制方程
2.2 粒子間相互作用模型
2.2.1 核函數(shù)
2.2.2 粒子數(shù)密度
2.2.3 梯度模型
2.2.4 散度模型
2.2.5 拉普拉斯模型
2.2.6 不可壓縮模型
2.2.7 邊界條件
2.2.8 粒子作用域半徑
2.2.9 鄰點(diǎn)粒子搜索
2.3 壓力泊松方程
2.3.1 壓力泊松方程的離散形式
2.3.2 PPE求解器
2.4 算法的穩(wěn)定策略
2.4.1 PND的全局不可壓縮性
2.4.2 流體內(nèi)部粒子的粒子移位
2.4.3 自由表面粒子的穩(wěn)定策略
2.5 計算過程及步驟
2.5.1 粒子的初始布置
2.5.2 時間步長的確定
2.5.3 MPS半隱式算法
2.6 潰壩算例簡介
2.6.1 潰壩模型
2.6.2 模擬計算參數(shù)設(shè)置
參考文獻(xiàn)
第3章 傳熱相變分析程序
3.1 數(shù)值計算模型
3.1.1 連續(xù)介質(zhì)傳熱模型
3.1.2 固液相變模型
3.1.3 基于表面自由能的表面張力模型
3.2 模型驗(yàn)證
3.2.1 平板導(dǎo)熱算例
3.2.2 水結(jié)冰算例
3.2.3 表面張力模型驗(yàn)證
3.3 金屬熔化過程分析
3.3.1 金屬熔化實(shí)驗(yàn)?zāi)M
3.3.2 Pb-Bi平板消熔實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.3.3 L板熔融物流動凝固實(shí)驗(yàn)
3.4 MPS方法在嚴(yán)重事故分析中的應(yīng)用
3.4.1 儀器管內(nèi)熔融物流動凝固行為研究
3.4.2 熔融物與混凝土相互作用過程分析
參考文獻(xiàn)
第4章 氣液兩相流模擬程序
4.1 無網(wǎng)格線混合格式移動粒子半隱式方法(MPS-MAFL)
4.1.1 數(shù)值算法
4.1.2 無網(wǎng)格線對流格式
4.1.3 利用速度散度構(gòu)建不可壓縮模型
4.1.4 MPS-MAFL算法流程
4.2 多相流移動粒子半隱式方法(Multi-phase MPS，MMPS)
4.2.1 數(shù)值算法
4.2.2 的MMPS方法
4.2.3 MMPS方法的驗(yàn)證
4.3 兩相流動相關(guān)研究成果
4.3.1 MPS-MAFL在氣泡動力學(xué)中的應(yīng)用
4.3.2 MMPS在氣泡動力學(xué)中的應(yīng)用
4.3.3 MMPS在Rayleigh-Taylor不穩(wěn)定性中的應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
第5章 共晶反應(yīng)分析程序
5.1 共晶反應(yīng)模型
5.1.1 質(zhì)量擴(kuò)散
5.1.2 擴(kuò)散方程
5.1.3 原子擴(kuò)散方程的粒子近似形式
5.1.4 相變準(zhǔn)則
5.1.5 基于粒子-網(wǎng)格耦合法求解的共晶反應(yīng)模型
5.2 共晶反應(yīng)模型的驗(yàn)證
5.3 鋯水反應(yīng)的研究
5.4 燃料棒材料高溫消熔反應(yīng)
5.4.1 UO2-Zr高溫消熔反應(yīng)
5.4.2 對流效應(yīng)對UO2-Zr高溫消熔反應(yīng)的影響
5.4.3 ZrO2-Zr高溫消熔反應(yīng)
參考文獻(xiàn)
第6章 流固耦合分析程序
6.1 數(shù)值計算模型
6.1.1 離散單元模型
6.1.2 MPS方法與DEM的耦合
6.1.3 顆粒接觸傳熱模型
6.2 模擬驗(yàn)證及算例分析
6.2.1 鋼球倒塌算例
6.2.2 二維漏斗算例
6.2.3 鋼球潰壩倒塌算例
6.2.4 三維水下滑坡算例
6.3 顆粒靶流動模擬應(yīng)用
6.3.1 顆粒靶流動工況幾何模型
6.3.2 顆粒注入速度對流動換熱的影響
6.3.3 靶區(qū)圓筒部分高度對流動的影響
6.3.4 靶區(qū)出口面積對流動的影響
參考文獻(xiàn)
MPS方法研究展望
索引
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