磁流变液传动系统动力学演变过程的多尺度模拟

本项目以磁流变液传动系统为对象，研究其动力学演变过程的可视化模拟方法。通过对磁流变液传动系统结构进行分析，建立基于颗粒动力学和体视化技术的多尺度耦合模型；研究颗粒流体的碰撞效应，采用基于代理点的应力波作用效应动力学传导方法，实现颗粒流体碰撞过程的微观模拟，并获得磁场作用下的磁流变液成链机理；研究颗粒流体的宏观动力学特性，引入虚拟颗粒群的概念，分析虚拟颗粒群的碰撞效应，设计磁流变液传动系统多维颗粒群平衡模拟的多重Monte Carlo算法和格子Boltzmann算法。最后根据传动过程三维形态的体数据模型，采用基于小波变换的体数据压缩算法，并结合基于GPU加速的多分辨率渲染和纹理映射技术，实现传动过程三维形态特征的快速绘制和准确呈现。本项目的研究对于揭示磁流变液动力传递机理具有重要的理论意义和应用价值，并为磁流变液的制备和改性以及颗粒流体复杂系统的多尺度模拟提供新的理论和方法。

本项目以磁流变液传动系统为对象，研究其动力学演变过程的可视化模拟方法。通过对磁流变液传动系统结构进行分析，建立了基于颗粒动力学和体视化技术的多尺度耦合模型；研究颗粒流体的碰撞效应，采用基于代理点的应力波作用效应动力学传导方法，实现了颗粒流体碰撞过程的微观模拟，并获得了磁场作用下的磁流变液成链机理；研究颗粒流体的宏观动力学特性，引入了虚拟颗粒群的概念，分析虚拟颗粒群的碰撞效应，设计了磁流变液传动系统多维颗粒群平衡模拟的多重Monte Carlo算法和格子Boltzmann算法。根据传动过程三维形态的体数据模型，采用基于小波变换的体数据压缩算法，并结合基于GPU加速的多分辨率渲染和纹理映射技术，实现了传动过程三维形态特征的快速绘制和准确呈现。此外，研究了硅油基磁流变液制备工艺及其性能，搭建了磁流变液剪切屈服应力测试实验台，并开展了磁流变液传动特性实验。本项目的研究对于揭示磁流变液动力传递机理具有重要的理论意义和应用价值，并为磁流变液的制备和改性以及颗粒流体复杂系统的多尺度模拟提供新的理论和方法。在本项目的资助下，已发表SCI检索论文5篇，EI检索论文5篇，核心期刊论文3篇；申请发明专利10项，获得授权发明专利2项，获得实用新型专利2项，申请软件著作权1项；协助培养博士研究生1名，培养硕士研究生4名。