基于SPH方法的流体细节模拟

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:guoxxjie
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本文在光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,简称SPH)方法的基础上,结合一个有效的固壁边界处理方法,对溃坝问题进行了数值模拟。在原有的边界处理方法中,为了保证粒子不穿透边界,通常需要对边界附近的粒子增加人为阻力,以降低粒子的速度。但人为阻力的大小难以控制且依赖于问题,导致对边界附近的粒子速度的计算不准确,同时也破坏了粒子动量守恒。本文采用的固壁边界处理方法,是通过在边界上和边界外布置粒子,利用内部粒子来直接计算边界附近粒子所受到的排斥力,提高了计算准确性。此外,为了更加准确地捕捉流体粒子的飞溅扩散现象,在SPH方法中加入了流体粒子扩散模型,产生了喷雾、气泡、泡沫三类扩散粒子,增强了流体流动的视觉效果。最后,利用所给出的算法对四个溃坝问题进行数值模拟,并与实验结果相比较,数值结果验证了本文所给算法能够有效地模拟流体粒子与固壁碰撞后的飞溅现象,由扩散模型产生的三类粒子有效地提高了流体细节模拟的视觉效果。
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