花生摘果机的结构设计(共20页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘花生机的结构设计指导老师：XXXXXX中文摘要花生摘果装置是在传统的全喂入式摘果装置的基础上为降低花生的破碎率，降低能耗等问题上而定型的，与传统的摘果装置相比，最大的不同是采用的半喂入方式，这种方式功耗少，可靠性高，摘净率好，破损少。适合于干花生蔓藤的花生摘果生产，小型方便，较合适家庭作业。以电动机为动力源，动力由电动机输出轴输出，再通过传动带传递到滚筒上，由滚筒摘选杆转动打击使花生脱离茎杆，果实及杂物通过凹版孔落下，打碎的茎秆由出料口排出，落到风机吸杂口排杂，选出干净的果实从而完成全过程。由于这里不能上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/

2、PROE、中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要其他资料的朋友，请加叩扣: 关键词：摘果装置；花生；能耗，结构，设计；The defloration vital structural designAbstract: Half feeding type peanut picker is rigid in the traditional all feeding type picker device based on the reduce the rate of peanut broken and power consumption. Compared to

3、the traditional picker device, the biggest difference is the use of the half feeding type, and this type have low power consumption ,reliable working process, high picker off, and litter broken peanut. This device is suit for the production of peanut peaking in the humid southern climate , the desig

4、n relatively small, more suitable foe homework, which is the foundation of study and design effective peanut harvester.Key words: type of half feeding; picker device ;peanut; power consumption; 1 前言1.1 研究目的意义花生是世界上广泛栽培的主要油料作物。随着农业科技的发展,花生向良种化、机械化和区域化种植方向发展。近几年,随着花生种植面积、产量的不断增加和农村劳动力的转移,花生生产机械化的发展就显得

5、尤为重要。目前,要大力发展花生生产全过程的机械化,必须结合中国的国情和适应农村现有的经济实力。大部分花生产区需要分别解决花生种植过程中主要作业环节的机械化问题,近期内应当是花生的机械化播种、收获和摘果这三个主要环节。其中，花生摘果是一项要求严格、耗时较大的作业。是花生生产的一个重要环节。机械化收获是确保花生丰产丰收的重要保障，摘果系统是花生联合收割机的“心脏”，其工作情况直接影响到联合收割机的性能。随着农业产业结构的调整，农业科学研究的不断深入，花生品种必然朝着高产方向发展，这也给继续工作者提出了更高的要求，高产就意味这在同样收获作业工况下增加喂入量。 南方空气湿度大，气侯变化无常，花生水分含

6、量高，从以往研究成果看，喂入量和花生水分含量对摘果性能有很大的影响。一般来说，喂入量增加，摘果系统负荷增大；含水量增加改变理论花生蔓的物理特性，同时也改变了摘果负荷，这两种情况都容易增加机械系统负荷，降低可靠性。传统的摘果主要是全喂入式，摘果的主要部件是摘果滚筒，目前国内外主要使用的摘果方式还有半喂入式，半喂入式花生摘果对干湿蔓均可使用，主要应用在南方地区，其摘果效率与损失率受花生收获环节植株的整齐程度及摘果机喂入影响较大，现有机型在摘果效率、损失率上还不稳定，没有得到很好的推广。因此，为了改善摘果效果，研究摘果过程的低能耗，摘果率高的摘果装置，是提高花生产业化水平的关键。1.2 国内外研究现

7、状传统的花生摘果方法是用手工摘果，效率低、用工多，严重影响经济效益。近几年随着种植花生面积的加大及花生产量的提高，花生摘果机的应用逐渐增多，成为代替手工操作的便利机械。目前，我国主要推广应用的单功能花生摘果机可分为全喂入式和半喂入式两类。全喂入式摘果机，主要用于从晒干后的花生蔓上摘果。工作时将晒干后的花生蔓喂入摘果室，在高速转动的滚筒作用下，将花生果摘下来。该机型除了基本上满足摘果的要求外，普遍存在消耗的功率大、摘果不净、分离不清、破碎率高的缺点。该机型的摘果部件有切流式钉齿滚筒、轴流式钉齿滚筒、蓖梳式轴流滚筒以及差动式螺旋滚筒等几种。半喂入摘果机工作过程是：当摘果机的夹持输送链将花生蔓夹住，

8、沿滚筒轴向移动，摘果滚筒将花生果摘下。该机型对于干、湿花生蔓都可使用，具有动力消耗少，摘果后的花生蔓整齐，摘湿果质量好、破碎率低等特点。但该机型工作性能不稳定，存在结构复杂、成本高等缺点，仅用在花生联合收割机上。该机型的工作部件是相向滚动的两个橡胶滚筒，工作时两滚筒相向滚动将花生果摘下。国内外现有的主要机型有美国Courtesy of Lilliston M fg .Co.生产的LP-2型花生收获机、Kelly Manufacturing 公司生产的PH-2型花生收获机，国内主要有4HZ95型花生摘果机，4HZ95型花生摘果机，5H-5000花生摘果机，5HZ-2800型花生摘果机，花生摘果机

9、980型，5HZ-2800A型花生摘果机 ，5HZ-7000型花生摘果机 ，5HZ-4000型花生摘果机 ，5HZ-4700型花生摘果机 ，自动装袋花生摘果机 。但是，由于其结构复杂、工作可靠性等原因推广应用受到了限制。为此，为了改善摘果效果，降低能耗，提高摘果摘净率，对半喂入花生摘果机的设计，为花生联合收获机的推进革新奠定了基础。本研究结合国内外几种典型的摘果机具的结构特点与工作原理，并通过分析其现状与存在的问题，结合实验探讨改进方法，以期改善花生摘果效果，为花生的摘果提供切实可行的机具。1.3 本设计主要研究内容和研究方法1.3.1 研究内容 1) 传动系统的设计：大小带轮的设计计算、V带

10、的选取、轴承的选择电机选型等内容2）摘果滚筒的设计包括：滚筒的设计、动刀条的设计等内容 3）夹持输送结构的设计：夹持带的设计、带轮的设计、轴的选取校核等 4) 机架的设计1.3.2 研究方法 1)收集资料，进行归纳分析 2)按给定的指标参数在指导老师的帮助下完成设计任务2 总体方案确定2.1 方案的选择和确定 摘果装置是花生收获机械的重要工作部件。花生联合收获机工作性能的优劣在很大程度上取决于摘果装置的工作性能。半喂入式花生摘果装置能很好的利用喂入环节的改善来降低能耗，能够满足在干花生蔓的条件下平稳作业。其作业原理是：花生蔓通过入料口传送到摘果滚筒，在滚筒不断的旋转作用下摘果，有动刀条上齿钉将

11、花生蔓和花生分离开来。其特点如下：1)该装置用于花生果摘取作业，可以解决晾晒后花生的摘果问题，为设计联合花生收获机奠定了基础。2)该装置结构简单，适应性好，可以节约收获时间，降低因为晾晒造成耽误农时的问题。如果配在联合收获机上，效果更为显著。3)由于该装置采用半喂入式原理，所以其功率消耗少，工作可靠，不会出现茎秆茎秆残绕或堵塞问题，同时含杂率也较全喂入式明显少，减轻了后续花生清选的负荷。4)但该机型工作性能不稳定等缺点。2.2 摘果装置的总体结构 摘果装置的主要部分为：入料口装置、摘果滚筒装置、出口部分、机架组成。整体组成图由图1所示：1) 入料和输送装置 入料口和上机架部分相连接，是用2mm

12、厚的铁板制成，入料部位与上箱盖，下箱盖一起，采用螺栓连接，花生蔓经入料口进入，由滚筒摘选杆转动打击使花生脱离茎杆，在传动轴转动的过程中摘果滚筒进行摘果。 2) 摘果装置 摘果部分主要是由摘果滚筒和齿钉组成的摘果杆组成。两个滚盘用螺栓连接在焊接在传动轴的铁板上，滚盘上接有8条铁条，在铁条上相隔22mm均匀分布有长为40mm的直径为3mm的齿钉33条。花生蔓从入料口塞入转动的滚筒中，花生蔓的根部先入，此过程中在摘果滚筒中间完成摘果，摘下的花生下落到下滑板上，由仓口排出出料斗之外，摘果后的打碎的花生根茎在下落的时候由风扇机吹出。3） 出口部分出口部分主要是下滑式铁皮制造，也是由2mm厚的铁皮构造，花

13、生滑落上面由于铁板槽的倾斜花生滑出机体之外。4） 机架机架是花生摘果机的主要支撑，它承担着摘果机的主要重量和动力、负载和力矩因此它的设计是只强不弱的部分。机架的各部分各自稳定，而且相对固定，以便做到机械在运转过程中不会产生晃动、歪斜，造成人身危险，因此为了机架的坚固，此试验台的设计采用4mm厚的角钢制成。5） 花生摘果装置的总体设计为了更优化花生摘果装置的机型和结构设计，此花生摘果装置的动力装置放在机架的下面，与机架固定，这样不仅可以节省空间，还可以起到稳定作用。花生摘果装置从入料到摘果到花生蔓的排除机体外是花生摘果装置一体完成的，拿开上箱盖可以看到整个摘果过程，便于我们收集花生摘果的相关数据

14、。图1 摘果机装配简图Fig.1 the figure of the Assembly3 传动方案的确定根据花生摘果机的具体传动要求，可选电机与主轴之间用V带和带轮的传动方式传动，应为摘果机在摘果工作过程中，传动件V带是一个挠性件，它赋有弹性，能缓冲和冲击，吸收震动，因而使花生摘果机减少震动，噪音小等优点。虽然在传动过程中V带与带轮之间存在一些摩擦，导致两者的相对滑动，使传动比不精确但不会影响摘果机的传动，因为花生摘果机不需要精确的传动，只要传动比比较精确就可以满足需求，而且V带的弹性滑动对摘果机的一些重要部件是一种过载保护，不会造成机体部件的严重损坏，还有V带及带轮的结构简单、制造成本低、容

15、易维修和保养、便于安装，所以，在电机和摘果机的传送带之间选用V带轮的传动配合是很合理的。本设计中有两处可以用到V带的传动，输入系统和电机之间，摘果滚筒和电机之间，我们来确定输入系统和电机之间的带传动。方案如下：图4 传动方案图Fig 4 Transmission program figture3.1电动机的选择和传动参数的设计根据4HZ95型花生摘果机所给相关设计的参考数据条件，摘果主轴为750850，滚盘半径150mm，滚筒长890mm，在主轴的滚盘上设有八条钉齿条，每条钉齿条上均匀分布着30个钉齿，总共240个钉齿呈螺旋均匀安装，以便玉米芯随螺旋钉齿的螺旋作用排出机体之外，钉齿滚筒的直径为

16、，滚筒上的钉齿长度为40。根据实践测量得知每个钉齿的均匀受力为20，当摘果机正常工作时钉齿滚筒上的钉齿条快速旋转，其中均有两条钉齿条受玉米所给的切向力，而另外两个钉齿条是空行程，因此，即玉米脱粒机正常工作时，受到的切向力为600。其中：钉齿所受的力 参与工作的钉齿个数 参与工作的钉齿条数3.1.1 钉齿条上的钉齿转速 当摘果机的钉齿滚筒快速转动时，其上钉齿条的钉齿同样有一定的转速，这个转速原于主轴的转速和齿钉的半径即：， 其中：钉齿的转速 脱粒机主轴的转速 钉齿距轴心的距离3.1.2钉齿滚筒的转速摘果机所需功率为，应由摘果机的工作阻力和运转参数求定，即：，计算求得： 。3.1.3 电动机的功率

17、电动机功率由公式来计算，脱粒机传动装置的总效率，应由组成传动装置的各个部分运动副的效率只积，即 ，其中、 分别为每一个转动副的效率，选取传动副的效率值如下： 滚动轴承（每对）0.980.995 即取 =0.99 V带传动 0.940.97 即取 =0.97 滚筒转动 （因为钉齿条固定于滚筒上） 即取 =1则 由此可得电动机的功率：3.1.4 电动机的转速 根据4HZ95型花生摘果机所给相关设计的参考数据条件可得主轴的转速在 750850，按机械设计指导书中表一所推荐的传动比合理取值范围，取V带的传动比24，即可满足电动机的转速与主轴的转速相匹配，故电动机转速范围可选为：。 符合这一范围的同步电

18、动机转速的有720，1440，2900，根据容量和相关转速，由机械设计通用手册查出三种适宜的电动机型号，因此有三种不同的传动比方案，如表1： 表1 电动机的型号和技术参数及传动比 方案电动机型号额定功率电动机转速基本参数P/kW同步转速满载转速效率（%）电动机重量（KG）功率因数1Y160L-87.575072086.01400.802Y132M-47.51500144087.0790.853Y132S2-25.53000290086.2720.88综台考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动的传动比，可知方案2比较适合。因此选定电动机型号为Y132M-4。所选电动机的额定功率7.5kw，满

19、载转速=14400rmin，总传动比适中，传动装置结构较紧凑。如表2：表2 其主要参数如下表型 号 额定功率 KW 满 载 时 额 定 电 流额 定 转 矩最 大 转 矩转速rmin 电流（380V）效 率 % 功率因数Y132M-47.5144011.687.00.8572.32.5表 电动机尺寸列表单位中心高 H 外形尺寸底脚安装尺寸 地脚螺栓孔直径 轴伸尺寸 装键部位尺寸 电动机的输出轴尺寸 1323.2 V带传动的设计根据花生摘果机的具体传动要求，可选取电动机和主轴之间用V带和带轮的传动方式传动，因为在脱粒机的工作过程中，传动件V带是一个挠性件，它赋有弹性，能缓和冲击，吸收震动，因而使

20、花生摘果机工作平稳，噪音小等优点。虽然在传动过程中V带与带轮之间存在着一些摩擦，导致两者的相对滑动，使传动比不精确但不会影响花生摘果机的传动，因为摘果机不需要精确的传动比，只要传动比比较准确就可以满足要求，而且V带的弹性滑动对摘果机的一些重要部件是一种过载保护，不会造成机体部件的严重损坏，还有V带及带伦的结构简单、制造成本底、容易维修和保养、便于安装，所以，在电动机与摘果机机之间选用V带与带轮的传动配合是很合理的。 选择V带和带轮因当从它的传动参数入手，来确定V带的型号、长度和根数，再来确定导轮的材料、结构和尺寸（轮宽、直径、槽数及槽的尺寸等），传动中心距（安装尺寸），带轮作用在轴的压力（为设

21、计轴承作好准备）。 1) 确定计算功率由于机器工作环境恶劣，工作时间不超过11个小时，估计算功率 其中: 工作情况系数 电动机的功率查机械设计书中的表87可知：=1.0 摘果电机=1.06.1=6.1(KW) 2) 选择V带的型号 根据计算得知的功率和电动机上的带轮转速（与电动机一样的速度）,查机械设计一书88，可以选择V带的型号为A型系列。 3) 确定带轮的基准直径初选电动机的带轮基准直径：根据机械设计一书，可选 择V带的型号参考表84a，选取75mm，取大摘果系统标准直径=100mm，喂入系统=75mm，P0 =6.82KW.计算V带的速度V: 在1020M/S范围内，速度V符合要求 电动

22、机与主轴传动比的计算 计算从动轮的直径 由表选择，取=240mm(虽然略有增大，但误差小于5%,故允许) 确定传动中心距和带长 取 即：得： 取： 带长 即： 得：按机械设计基础一书中查表145，选择想近的基本长度和 相对应的公称长度（内周长）可查得：， 。 实际的中心距可按下列公式求得： 也可用经验公式：求得 ： 验算主动轮上的包角即：=180-15.85求得 ： 满足V带传动的包角要求。 确定V带的根数：V带的根数由下列公XXXXXXXXXX.此处删除无数+N个字，完整设计请加扣扣:E）通常必须满足其中一项某些数量的接触点的描述作用，如温度场。在这种情况下，通过接触点介绍运动关系公式里的接

23、口一侧偏微分方程的解。作为接口不断发展了偏微分方程必须在不断发展的领域解决。该接触点可能是一个复杂的形状，比如能随时间变化合并或分裂的拓扑结构。计算科学家面临的挑战就是准确地解决这些问题。图1.1：与边界典型域。界面显示分离􀀀地区 -和+。1.2.1标记方法该标记方法是一种离散拉格朗日方法，在一个接触面上设点的集合。在二维空间的点连锁与线段在一起，形成一条曲线。在移动界面上，这些标记每个点的速度是在每一个时刻决定的，然后该点在时间上向前移动少量（见图1.2），这种方法的缺点是难以拓扑变化处理，另一个缺点是接触面的定位精度取决于密切标记粒子沿界面的地方。随着时间的推移，某些指标

24、可能会移动生成到了更远的分界面位置附近的更多的错误（见图1.3）。因此，任何算法需要定期检查安置粒子以确保他们足够接近以达到预期准确性。此外，如果有太多并拢沿界面，某些标记颗粒可能需要被删除或重新分配。另一个有缺点的标记的方法是，它可以成为基于曲率运动不稳定的接口，界面的曲率计算的小错误将增长时间。图1.2：标记方法的说明。 （一）标记（点）代表界面位置。 （二）在每一个时刻每个标记在其指定的移动速度到新的位置。 （三）在其新的位置接口。 1.2.2固体单元的流体方法与此相反的标记方法，固体单元的流体的方法跟踪接口有内在的联系。它使用计算域的单元格网格，每个单元格中包含一个介于0和1的值。 图

25、1.3：一个标记方法的缺点。 （一）两个接口接近对方。 （二）标记需要删除后接口重叠。该接口单元经过包含一个值介于0和1的接口在某处经过该单元格。该接口的位置可以被近似为基础在单元格中的值，但是许多较小的单元可能需要得到想要的精度（见图1.4）。如正常量的方向和曲率该接口是很难用这种方法计算准确。尽管有这样的缺点，但是这种方法已经成功的被用来模拟移动界面，特别是传播火焰的界面描述。图1.4：固体体积的流体方法的说明。 （一）接口围阴影区。 （二）网格单元格的值由阴影填充单元比例计算地区。1.2.3水平集方法水平集方法，首先在OS88介绍的是一个通过欧拉方法含蓄地描述了接口。这种方法的出发点是为

26、了说明一个移动的表面在t时刻，作为一个辅助集的零水平含蓄函数=（的x，t）。例如，如果是三维表面在任何时间t（如球体），那么该函数（x，t）是一个函数的三维空间，即x的定义有三个坐标。为方便起见，我们可以假设函数正面的有效数字在一侧的接口以及对方负值。我们称为一级别设置功能。很明显，这些功能有很大的不确定。水平集功能的进化，其零水平集始终代表了这样一种方式时间接口的位置。对已知的水平集方法的优势之一是使它进行移动接口拓扑变化（见图1.5）。水平集函数的演化是由底层运动规律的运动界面正常速度生成，如果水平设置功能是表示一个点上的X接口和时间t为=，则方程确定水平集函数为t+ Vn的|=0。其中t

27、表示时间导数和梯度表示空间。这方程被称为水平集方程。一个人需要延长正常速度提示（通常只在接口上确定）远离接口，这样的水平集方程可以解决一个适当的空间域。推导水平集方程和水平集方法的详细资料载于第2章。图1.5：一个例子集函数的水平随着时间的推移（左栏）拟订与零的水平代表着该接口（右相应地块列）。1.3本论文的主要贡献在这篇论文中的项目，我们开发了一个新的水平集方法。这是一接口安装有限元的水平集方法。对这种情况的主要特点方法是：网格：我们使用格点与顶点在一个统一的基础网格。在每个时间步长的网格细化到产品的接口贴网而前plicitly定位运动界面。虽然它需要额外的时间来完善在每个时间步长网，某些计

28、算变得更加容易。重新初始化的新方法：我们重新初始化水平集函数求解泊松方程类型的问题。我们保持平稳的水平集函数通过实施跨梯度跳转条件界面，然后有最小二乘法解决一超定系统。这种方法产生一个新的水平集函数、平稳区域和整个接口，平稳过渡非常重要，因为它增加了准确性曲率计算，诠释了一些例子来演示如何重新初始化工作。新方法的速度扩展：水平集方法有赖于速度函数附近的接口定义，不只是在接口处，因此，如果接口的速度只在接口上已知时，我们需要扩大这一速度远离流畅的界面。我们解决拉普拉斯的内部和外部的接口上使用方程速度接口作为边界条件，这是一个简单的方式来扩展速度。如果需要，我们可以平滑施加梯度跳到对面的条件接口和

29、解决最小二乘。 （这类似于我们的重新初始化方法。）曲率近似数值分析：我们也提出了一种新方法计算出的水平集函数的曲率。这相当于美国荷兰国际标准中有限先和二阶导数差逼近，但这种方法可能在某些应用中比较简单，因为过程中的其他步骤该算法在计算中使用的数量可能被重复使用。一个证明和这一计算的准确性例子可以给出。凝固问题上的应用：在这里，我们证明了算法用它来解决Stefan问题。树突状凝固模型的例子，一个冻结物块放入冷液体中。包括的影响有各向同性、各向异性，不过没有表面张力为蓝本，其他的例子显示了不同的表面张力各向异性的相位角的影响。这些例子表明，如果没有那些接口配件时，用我们的方法产生了此前由一个严格的

30、有限差分格式制作的类似的效果。应用分子溶剂：在这里，我们证明了算法用它来寻找最佳的溶剂系统溶质溶剂接触面。我们使用平衡溶剂化系统变分隐式溶剂模型非极性分子，每个分子由一组特定的原子在计算上组成。初始界面是封闭的原子移动的方向，减少了自由能。包括空闲的能源对溶质和溶质溶剂型接口的范德华能源相互作用。我们的例子演示了我们的方法如何收集最佳溶质溶剂溶剂化系统的各种接触面。附录 英文资料翻译1.1 MovAn interface-fitted finite element based level set method Algorithm, implementation, analysis and ap

31、plicationsing DescriptionsMoving interfaces are boundaries that separate different media that are deforming or flowing. They occur commonly in science, engineering and daily life. For instance, an ice-water boundary moves during the change of temperature and an oil bubble moves in water. More exampl

32、es include growing crystal surfaces, phase boundaries in solid-solid phase transformations such as precipitate and martensite interfaces,domain boundaries that separate different parts of material such as grain boundaries in polycrystals, domain walls in ferromagnetic materials, two phase fluid flow

33、s, and surfaces of large biomolecules moving in water. Here interfaces are understood in a broad sense: an interface can be a geometrical surface that has no thicknessa sharp interface; it can also mean a diffuse interface that can have certain thickness, e.g., of a few atomic diameters. Compared wi

34、th those of bulk phases, the properties of moving interfaces can be more and more important as the length scales become smaller and smaller. As modern technologies demand heavily that devices be much smaller in scale, the study of moving interfaces has become more and more important. A moving interf

35、ace can be mathematically described by a sharp interface, a surface without any thickness, or by a field function that takes constant values in different regions with a sharp but continuous transition from one region to another, representing an interface. The latter description is often called diffu

36、sed interface description. In this thesis, we will consider a sharp interface description of moving interfaces.Consider a moving interface which is represented by the set of points 􀀀 =(t) which depends on time t. Let x(t) be an arbitrary point that remains on 􀀀. The velocity (vecto

37、r) of such a point is defined by V(t) =dx(t)dt. (1.1.1)The interface motion is then determined by the normal velocity (the normal com-ponent of the velocity vector) at each point of the interface. Equations that determine the normal velocities are often called motion laws for moving interfaces.Thus,

38、 moving interfaces are mathematically determined by certain motion laws governing the normal velocity of the interface. In general, motion laws are given from the underlying physics, chemistry, etc. Motion by mean curvature is a com-mon and important example of such motion laws. If we denote by

39、48576; = (t) the geometrical surface at time t, then the motion law is Vn = H,where Vn = Vn(x, t) denotes the normal velocity (the normal component of the velocity vector) of the point x 􀀀 at time t, and H is the mean curvature.In many applications, normal velocity also involves more physic

40、al quantities.Therefore partial differential equations (PDEs) typically must be satisfied on either side of the interface for certain quantities such as the temperature field. In such a case, the movement of the interface is then described in terms of the relationship between the solutions of the PD

41、Es on either side of the interface. As the interface continually evolves the PDEs must be solved on continually evolving domains. The interface may be a complex shape and can change topologically over time by merging or breaking apart. The challenge for computational scientists is to accurately solv

42、e such problems.1.2 Different Types of Numerical Methods forInterface MotionLet us imagine two regions separated by an interface that is moving in time according to a certain motion law. In two dimensions the interface would be a curve separating two areas. In three dimensions the interface would be

43、 a surface separating two volumes. We would like to track this moving interface numerically. We can designate an interior region and exterior region and call them and +. The interface separating and + is designated by 􀀀, and the boundary of the computational domain is designated by (see Fig

44、ure 1.1).Figure 1.1: A typical domain with boundary . Interface 􀀀 shown separating regions and +.1.2.1 Marker MethodThe marker method is a Lagrangian method that discretizes the interface with a set of points located on the interface. In two dimensions the points are chained together with l

45、ine segments to form a curve. To move the interface, at each of these marker points the velocity is determined at each time step. The points are then moved forward in time a small amount (see Figure 1.2).One drawback of this method is that topological changes are difficult to handle. A sophisticated

46、 method must therefore be employed to check if two regions of join together or if one region splits into two. Another drawback is that the accuracy of the location of the interface depends on how closely the marker particles are place along the interface. As time progresses, some markers may move farther apart creating more error in the location of the interface near those points (see Figure 1.3). So any algorithm needs to periodically check the placement of the particles to insure that they are sufficiently close together