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移动粒子半隐式法模拟入水冲击流固耦合问题

浙江大学学报（工学版） 2018年第11期52卷 2092-2097页

作者：杨超张怀新上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心

利用传统的基于网格信息的方法处理大变形自由表面、液面破损、弹性结构变形等问题时,网格会产生严重的扭曲变形,从而导致较大的计算误差甚至计算终止。移动粒子半隐式(MPS)法是一种无网格拉格朗日计算方法,摆脱了计算网格的约束,抛开... 详细信息

利用传统的基于网格信息的方法处理大变形自由表面、液面破损、弹性结构变形等问题时,网格会产生严重的扭曲变形,从而导致较大的计算误差甚至计算终止。移动粒子半隐式(MPS)法是一种无网格拉格朗日计算方法,摆脱了计算网格的约束,抛开了网格重构。在计算过程中不会发生网格变形过大或者网格畸变的问题,适用于处理流固耦合交界面等不连续问题.采用统一的MPS粒子将宏观流体和固体按一定的形式离散,解决统一坐标系的协调问题.在利用传统的网格数值方法计算流固耦合问题时,对流固耦合交界面的处理非常繁琐,而利用MPS法则不需要对流固耦合交界面做单独处理,简化了处理程序.运用MPS法对平底结构入水冲击问题进行流固耦合数值模拟。模拟和实验结果的对比表明MPS法可以很好地应用于冲击入水等不连续问题的数值计算.

关键词：移动粒子半隐式法流固耦合入水冲击压力振荡

浅析参松养心胶囊联合琥珀酸美托洛尔缓释片治疗老年心律失常的临床效果

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中文科技期刊数据库（全文版）医药卫生 2023年第6期 83-86页

作者：张怀新内蒙古赤峰市敖汉旗医院内蒙古赤峰024300

分析老年心律失常患者经参松养心胶囊联合琥珀酸美托洛尔缓释片治疗后,患者的临床症状指标改善情况,为老年心律失常提供治疗参考建议。方法整理本院2021年1月至2023年1月间确诊为老年心律失常并在本院全程治疗患者的病历,共随机选择10... 详细信息

分析老年心律失常患者经参松养心胶囊联合琥珀酸美托洛尔缓释片治疗后,患者的临床症状指标改善情况,为老年心律失常提供治疗参考建议。方法整理本院2021年1月至2023年1月间确诊为老年心律失常并在本院全程治疗患者的病历,共随机选择100例患者病历纳入研究观察资料。100例研究对象的年龄段在60~75岁,全程积极参与治疗。根据临床治疗方案,将其分为A组和B组。A组:琥珀酸美托洛尔缓释片、B组:琥珀酸美托洛尔缓释片+参松养心胶囊。结果效果分析对比:B组总有效治疗数据(98.00%)较A组的总有效数据(88.00%)对比明显,其中A组治愈率为64.00%,B组治愈率为40.00%;心律失常发生次数改善情况:治疗后A组各类心律失常发生次数比B组对应心律失常发生次数更高,但是两组经过治疗后次数都有所降低改善;用药不良反应:B组50例患者中合计发生8.00%不良反应,A组50例患者中合计发生10.00%不良反应,组间数据对比不明显。结论老年患者出现心律失常症状后,可采用具有阻滞作用的美托药物改善心脏功能,同时还能够联合参松养心胶囊,增强心脏功能,让患者心律失常症状有更加明显的改善。两种药物联合应用,患者出现的不良反应率低,对治疗效果不会产生影响,因此该联合用药方案的临床用药价值高。

关键词：参松养心胶囊心律失常动态心电图美托洛尔对比分析

基于改进的移动粒子半隐式法对溃坝流固耦合问题的模拟研究

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船舶力学 2020年第10期24卷 1233-1242页

作者：杨超张怀新上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

MPS法是一种无网格拉格朗日计算方法,该方法用粒子取代网格,在前处理方面较为简便,且计算效率较高。在实际工程中,流体的流动很多都是湍流流动。而大涡模拟是研究湍流的一种主要手段。流固耦合是流体力学与固体力学交叉而生成的一门独... 详细信息

MPS法是一种无网格拉格朗日计算方法,该方法用粒子取代网格,在前处理方面较为简便,且计算效率较高。在实际工程中,流体的流动很多都是湍流流动。而大涡模拟是研究湍流的一种主要手段。流固耦合是流体力学与固体力学交叉而生成的一门独立的力学分支,是目前很多领域研究的热点和难点。本文将大涡模拟(LES)与移动粒子半隐式法(MPS)相结合,求解湍流状态下的流固耦合问题。采用二维溃坝模型进行流固耦合数值模拟计算并将模拟结果与试验结果进行了对比分析,证明了MPS-LES方法可以很好地应用于溃坝流固耦合问题的模拟研究。

关键词：移动粒子半隐式法流固耦合大涡模拟无网格法

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一种适用于移动半隐式法的缓解压力振荡方法

上海交通大学学报 2011年第10期45卷 1450-1454,1459页

作者：孙学尧张怀新潘徐杰上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240

针对无网格移动粒子半隐式(MPS)法压力振荡性过大,且难以处理压力的问题,提出一种新的压力缓解方法.该方法在MPS法压力计算方程中加入用以保证流体不可压缩的速度散度为零的条件,在MPS法计算完成后对压力进行适当的时间平均,得出最终计... 详细信息

针对无网格移动粒子半隐式(MPS)法压力振荡性过大,且难以处理压力的问题,提出一种新的压力缓解方法.该方法在MPS法压力计算方程中加入用以保证流体不可压缩的速度散度为零的条件,在MPS法计算完成后对压力进行适当的时间平均,得出最终计算压力,在一定程度上缓解压力的振荡.通过溃坝和船体横摇晃荡2个实例,将新方法和MPS法进行比较,验证新方法在不增加计算量的基础上对缓解压力振荡有很好的效果.

关键词：无网格法移动粒子半隐式法压力缓解

基于大涡模拟改进的移动粒子半隐式法模拟平底结构的入水冲击及破坏问题（英文）

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船舶力学 2019年第9期23卷 1070-1085页

作者：杨超张怀新上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院国家重点实验室上海200240 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

移动粒子半隐式方法(MPS)在解决船舶入水冲击和结构大变形等不连续性问题上具有非常明显的优势.大涡模拟(LES)是近十多年来发展起来的研究湍流运动的一种重要手段,本文采用MPS-LES方法模拟平底结构入水冲击的流固耦合问题,并将该数值模... 详细信息

移动粒子半隐式方法(MPS)在解决船舶入水冲击和结构大变形等不连续性问题上具有非常明显的优势.大涡模拟(LES)是近十多年来发展起来的研究湍流运动的一种重要手段,本文采用MPS-LES方法模拟平底结构入水冲击的流固耦合问题,并将该数值模拟的结果与实验结果做了对比分析.模拟研究了设置不同的肋板结构对平底结构冲击变形的影响.最后,根据该方法的粒子特性,模拟平底结构大变形破坏现象,为下一步模拟更加复杂的船体结构破坏问题做了理论探索.

关键词：移动粒子半隐式方法(MPS) 流固相互作用(FSI) 大涡模拟(LES) 入水冲击

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基于大涡模拟的移动粒子半隐式法研究

力学学报 2011年第3期43卷 616-620页

作者：潘徐杰张怀新孙学尧上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200030

将大涡模拟(LES)和无网格的移动粒子半隐式法(MPS)相结合,以求解湍流中的自由表面问题.对N-S方程进行滤波计算可得到大涡模拟的控制方程,大涡模拟的控制方程相对于以往的移动粒子半隐式法而言仅多出雷诺应力项,通过亚粒子应力(sub-parti... 详细信息

将大涡模拟(LES)和无网格的移动粒子半隐式法(MPS)相结合,以求解湍流中的自由表面问题.对N-S方程进行滤波计算可得到大涡模拟的控制方程,大涡模拟的控制方程相对于以往的移动粒子半隐式法而言仅多出雷诺应力项,通过亚粒子应力(sub-particle-scale,SPS)模型并引入Smagorinsky涡黏模型将雷诺应力模型化,可实现移动粒子半隐式法的大涡模拟.将MPS-LES应用至具有大变形自由表面的共振晃荡中,其模拟结果同实验及其他数值模拟结果都相当接近.

关键词：移动粒子半隐式法亚粒子应力模型大涡模拟无网格

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三维台阶型月池非线性共振运动特性数值研究

水动力学研究与进展（A辑） 2022年第4期37卷 512-519页

作者：李张翰熠张新曙刘扬支鹏飞李巍张怀新上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240

该文以无限水深下无台阶、有台阶月池的固定船体为研究对象,采用基于势流理论的WAMIT和有限体积法的STAR-CCM+的数值方法,计算月池活塞共振、晃荡共振及次共振时自由面运动,分析流体黏性、月池台阶对月池自由面运动和共振模态的影响以... 详细信息

该文以无限水深下无台阶、有台阶月池的固定船体为研究对象,采用基于势流理论的WAMIT和有限体积法的STAR-CCM+的数值方法,计算月池活塞共振、晃荡共振及次共振时自由面运动,分析流体黏性、月池台阶对月池自由面运动和共振模态的影响以及非线性效应。结果表明:流体黏性抑制了共振时自由面运动响应,月池台阶上自由面运动响应增大,皆使活塞共振模态曲线变陡峭及一阶晃荡共振模态曲线变平缓;带台阶月池中的非线性效应使自由面运动响应增大,共振模态曲线变陡峭,且非线性效应随着入射波波高的增大而增强,次共振频率下,高次谐波响应占总响应的比值较大,非线性效应显著。

关键词：月池台阶共振模态势流理论 CFD

较低雷诺数下ITTC尺度效应换算方法的改进

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上海交通大学学报 2019年第1期53卷 35-41页

作者：姚慧岚张怀新上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

应用基于非结构化网格的过渡流模型,在商业CFD软件STAR-CCM+平台上,对不同雷诺数(Re)下螺旋桨模型和实桨进行数值模拟,分析了螺旋桨叶面和叶背边界层的流体流动随Re的变化情况,将浆叶0.75R剖面压力面和吸力面的摩擦阻力系数的数值模拟... 详细信息

应用基于非结构化网格的过渡流模型,在商业CFD软件STAR-CCM+平台上,对不同雷诺数(Re)下螺旋桨模型和实桨进行数值模拟,分析了螺旋桨叶面和叶背边界层的流体流动随Re的变化情况,将浆叶0.75R剖面压力面和吸力面的摩擦阻力系数的数值模拟结果与国际船模试验池会议(ITTC)推荐的尺度效应换算公式以及平板摩擦阻力系数计算公式的计算结果进行对比,并对ITTC尺度效应换算方法在较低雷诺数下进行了改进,即应用不同的公式分别计算叶面和叶背的摩擦阻力系数.结果表明,螺旋桨叶面与叶背边界层的流体流动不同,故吸力面和压力面的摩擦阻力系数计算公式有所不同.当Re较小(接近临界雷诺数)时,改进方法比ITTC尺度效应换算方法计算的结果更准确;当Re>1.0×106时,改进方法与ITTC尺度效应换算方法的计算结果基本一致;当Re>2.0×106时,Re越大,2种方法的计算结果偏离实际值越多.

关键词：船用螺旋桨推进性能雷诺数过渡流尺度效应

非均匀伴流下无空泡螺旋桨涡流噪声的数值研究

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中国造船 2018年第3期59卷 13-22页

作者：姚慧岚张怀新上海交通大学海洋工程国家重点实验室高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

应用分离涡方法(DES)对螺旋桨的涡流场进行了模拟。提出了一种在桨叶附近生成高质量边界层网格的结构化网格划分方法。利用Q准则和自定义函数对桨叶泄涡及其频率特性进行了研究。以桨叶表面脉动压力为声源,通过求解FW-H方程对螺旋桨噪... 详细信息

应用分离涡方法(DES)对螺旋桨的涡流场进行了模拟。提出了一种在桨叶附近生成高质量边界层网格的结构化网格划分方法。利用Q准则和自定义函数对桨叶泄涡及其频率特性进行了研究。以桨叶表面脉动压力为声源,通过求解FW-H方程对螺旋桨噪声进行了预报。频谱分析表明螺旋桨低频离散线谱噪声、低频宽带噪声以及高频涡流噪声都得到了较好的预报,特别对涡流噪声的频谱特性进行了分析。数值计算结果表明:以单桨叶表面压力脉动为声源,涡流噪声为单调音,频率即为桨叶泄涡频率,声压级比宽带噪声高出约15 dB;以整个螺旋桨表面压力脉动为声源,涡流噪声在泄涡频率附近有着多条线谱,各线谱的频率间隔相等,声压级比宽带噪声高出约10 dB。

关键词：螺旋桨泄涡螺旋桨噪声涡流噪声 DES FW-H