SPH算法的修正及其在混合流模拟中的应用研究

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现实世界中的流体现象十分丰富,其中,最有趣,最具挑战性,也最复杂的现象主要来自于流体与其他物体交互的过程。近年来,有关流体与静止或者运动物体的交互已经引起计算机图形学研究人员极大的关注并取得较大的进展。然而,不同类型流体间的交互却鲜有人问津,如水中的气泡,水与蜡的交融等等。这些现象同样也是许多流体交互过程的重要基础。   光滑粒子流体力学(SPH)具有简单,灵活等特点。其要求所插值场量(fieldquantity,如密度)在定义域内连续。传统的SPH方法已经成功地模拟了各种单相流及固液交互两相流的现象。但在混合流中存在密度场不连续的问题,使用传统的SPH方法将很难达到稳定的模拟效果。   本文借助泰勒公式提出在密度不连续的情况下SPH的修正公式,并证明了修正公式与传统公式之间的联系。实验结果表明,在相同粒子数条件下,相较于已有文献中的方法,本文方法可以更加有效、稳定地模拟高密度比的液体的混合现象。
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