[發(fā)明專利]一種基于粒子法的變粒徑分裂方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011521677.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN112580770A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫一頡;孫中國(guó);席光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06N3/00
• 分類號(hào): G06N3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種基于粒子法的變粒徑分裂方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，創(chuàng)建計(jì)算域并進(jìn)行粒子初始化設(shè)置；

步驟2，判斷粒子是否滿足分裂條件；

步驟3，滿足分裂條件時(shí)，通過預(yù)判粒子分裂后的大小，確定粒子采用的分裂方式；

步驟4，粒子發(fā)生分裂并參與計(jì)算控制方程，得到粒子壓力、速度、位移。

步驟5，輸出數(shù)值計(jì)算模擬結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粒子法的變粒徑分裂方法，其特征在于，所述步驟2粒子分裂條件包括分裂空間判據(jù)和粒子尺寸判據(jù)；分裂空間判據(jù)是通過初始給定的空間區(qū)域位置坐標(biāo)或與移動(dòng)固體邊界的位置關(guān)系，判斷粒子是否在高分辨率區(qū)域內(nèi)，具體公式如下：

x₁xx₂；y₁yy₂；z₁zz₂

其中，x,y,z為需要判定的粒子坐標(biāo)；x₁,y₁,z₁,x₂,y₂,z₂為高分辨率空間區(qū)域邊界坐標(biāo)；r為粒子距固體邊界的最小距離；r₀為高分辨率區(qū)間距離固體邊界的距離；x_solid,y_solid,z_solid為固體邊界位置坐標(biāo)；

當(dāng)粒子滿足分裂空間判據(jù)，進(jìn)入高分辨率區(qū)域時(shí)，粒子尺寸判據(jù)生效，通過比較粒子尺寸與初始給定尺寸范圍，當(dāng)粒子尺寸在初始給定尺寸范圍內(nèi)時(shí)，粒子滿足粒子尺寸判據(jù)，具體公式如下：

l_minll_max

其中，l為需要判定的粒子尺寸；l_min,l_max為高分辨率區(qū)間內(nèi)粒子的最小尺寸和最大尺寸；

當(dāng)粒子同時(shí)滿足分裂空間判據(jù)和粒子尺寸判據(jù)時(shí)，粒子參與分裂。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粒子法的變粒徑分裂方法，其特征在于，所述步驟3中預(yù)判粒子分裂后尺寸大小的公式如下：

l_s＝(1/7)^1/dl₀

其中，l₀為分裂前粒子尺寸；l_s為分裂后預(yù)判的粒子尺寸；d為計(jì)算維度；當(dāng)-l_minl_sl_max時(shí)，粒子采用一分七的分裂模式，否則采用一分二的分裂模式；兩種分裂模式并存，有效避免粒子分裂后尺寸過小，需要與其他粒子融合的情況，減小粒子過度分裂次數(shù)，提高算法效率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于粒子法的變粒徑分裂方法，其特征在于，所述步驟4粒子由一個(gè)母粒子分裂成若干個(gè)子粒子過程中，粒子動(dòng)量與質(zhì)量保持守恒，粒子質(zhì)量，速度，位移等物理量滿足的計(jì)算公式如下：

U₁＝U_c,r₁＝r_c

U_i＝U_c+(r_i-r_c)×ω_i,i＝2～n_s

其中，m為粒子質(zhì)量，U為速度，r為位置坐標(biāo)，ω為角速度，n_s為分裂子粒子的個(gè)數(shù)；下標(biāo)c表示母粒子，i代表子粒子。