修正压力与表面张力计算的两相流自由界面运动模拟

作者：朱晓临; 周韵若; 何红虹

来源：图学学报, 2020, 1-10.

• SPH方法
• 多相流
• 压力梯度近似公式
• 人工斥力
• 色函数
• 表面张力 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) method
• Multi-phase flow
• Pressure gradient particle approximation
• Artificial repulsion
• The color function
• Surface Tension

在利用SPH方法进行多相流的模拟中，多相流在交界面处由于密度不连续、粒子界面的压力计算出现误差，出现界面处压力振荡，界面破碎的问题。针对上述问题，提出了新的压力梯度近似公式和改进的界面处人工斥力公式，使交界面更加清晰，光滑，无穿透，模拟效果更好。此外，通过给出基于密度权重的色函数计算公式，对大密度比多相流界面处的表面张力计算公式进行了改进，使得多相流交界面密度过渡更加光滑，模拟效果更好。最后，通过溃坝、Rayleigh-Taylor界面不稳定性，非Boussinesq锁定交换问题三个仿真实验，得到了不同时刻界面粒子分布图、界面锋面距离等。结果验证了新的压力梯度近似公式以及界面处人工斥力公式的合...

• 单位
  合肥工业大学; 数学学院