针对复杂流体和自由界面模拟,研究了多尺度模型、数值方法及软件技术。主要工作为1.建立了耦合宏观流动、介观纤维取向、微观大分子构型而模拟复杂流体的多尺度模型;研究了模型中宏观流场求解的非结构同位网格有限体积法及介观纤维取向、微观分子构型描述的可视化算法。2.建立了解决Level Set方程求解中质量盈亏问题的数值算法。3.基于XPP本构关系,建立了耦合Level Set方程且将气体和粘弹熔体统一描述的气-液两相模型;进而建立了考虑纤维/纤维、纤维/熔体作用的气-液-固三相模型。模拟了粘弹熔体和纤维增强复合材料的充填过程。4.研究了将Brown构型场与有限体积法耦合的多尺度算法。5.通过多尺度渐近展开式,建立了大尺度平均方程和小尺度单胞问题可解耦计算的多尺度模型。6.针对对流占优、速度与压力失耦、弹性失稳、高We数以及自由界面难以追踪给流动模拟带来的问题,发展了基于变分多尺度框架和特征线分步算法的Galerkin型无网格方法。7.建立了可摆脱网格的混合粒子无网格Galerkin方法。本项目在国、内外核心期刊上发表论文60篇(其中SCI论文36篇,EI论文45篇)。
英文主题词complex fluid; free surface; multiscale; finite volume; element free.