用移动粒子半隐式方法数值模拟Poiseuille流动问题

作者：兰小杰; 赵伟文; 万德成^*

来源：中国舰船研究, 2022, 17(04): 177-182.

DOI：10.19693/j.issn.1673-3185.02276

• 移动粒子半隐式方法
• Poiseuille流动
• MLParticle-SJTU求解器
• 雷诺数

[目的] Poiseuille流动问题广泛存在于工业生产中，而采用移动粒子半隐式（MPS）方法模拟Poiseuille流等壁面剪切流动其稳定性与可靠性还需要进一步予以验证。[方法]首先，在MPS方法求解器MLParticle-SJTU的基础上，建立恒流量入口边界条件和无滑移壁面边界条件；然后，在入口边界改变来流速度，对二维管道中不同雷诺数下的不可压缩牛顿流体Poiseuille流进行模拟研究；最后，将数值模拟结果与理论解析结果进行对比，验证数值模拟结果的准确性。[结果]模拟结果显示，流动充分发展后，Poiseuille流的速度剖面呈抛物线型，且在不同雷诺数下，数值模拟结果的速度峰值与理论解析解间的相对误差均在5%以内。[结论]所做研究说明在所提边界条件下，采用MPS方法模拟二维Poiseuille流是有效且可靠的。

• 单位
  上海交通大学; 建筑工程学院