光滑粒子流体动力学(SPH)中摩擦接触的模拟

• 作者: 吴浩 王建 花卉 顾冲时
• 来源期刊: 中国科学（技术科学）
• 关键词: SPH 摩擦接触 侵入 边界缺陷
• 年，卷（期）: 2013,（11）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 1208-1218
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1007/s11431-013-5262-x

摘要

光滑粒子流体动力学(SPH)无网格法是岩土体崩塌与流动大变形计算的有力工具,但是,如何在SPH框架内模拟摩擦接触现象尚无系统方法,迫切需要开展研究.提出一种在SPH框架内模拟土与刚性或柔性结构摩擦接触的算法,该算法根据所存在的接触边界,将计算域分解为若干个子域,以接触力为桥梁在各子域间建立联系,最终实现接触问题的整体求解.在各子域内对土体的运动控制方程进行SPH离散时,修正了SPH固有的边界缺陷,使得位于接触边界附近的SPH粒子具有准确的加速度,保证了接触探测的精度.然后,假设允许土体SPH粒子局部侵入结构体,根据允许的残余侵入量,运用动量原理,计算沿接触面法向和切向的接触力,并应用滑移条件对切向力进行修正使其不超过极限摩擦力.与现有的在SPH中处理接触通常采用“粒子-粒子”接触或忽略摩擦滑移的方法相比,方法具有更高的计算效率和精度,适用于岩土材料与刚性或可变形结构之间相互作用的模拟.通过多个算例对此方法的精度和稳定性进行了验证,计算表明,基于接触算法的SPH计算成果与理论解或有限元解吻合很好,算法是有效的,可用于拓展SPH的计算能力与应用范围.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	顾冲时		200	1993	24.0	35.0
2	王建		64	369	13.0	17.0
3	吴浩		6	8	1.0	2.0
4	花卉		1	0	0.0	0.0