修正压力梯度粒子近似SPH方法计算大密度比界面流动

作者：徐丞君; 徐胜利^*; 刘庆源

来源：应用数学和力学, 2019, 40(01): 20-35.

• SPH方法
• 多相流
• Rayleigh-Taylor界面不稳定
• 溃坝
• 气泡

计算了高密度比的多界面流动问题.为保证多相SPH(smoothed-particle hydrodynamics)方法捕捉界面光滑性和消除界面附近压力震荡,修正了动量方程压强梯度项的粒子近似,在界面施加了排斥力.采用Rayleigh-Taylor界面不稳定性、非Boussinesq锁定交换、溃坝和气泡上升等算例验证了该方法的准确性和健壮性,得到不同时刻界面(粒子)分布、压力云图和指定点压力时间分布、界面锋面距离等.所得结果表明:计算结果(如界面形状、光滑性和指定点压力分布等)与实验值或其他文献结果符合较好.修正的压力梯度项粒子近似,改善了多相SPH方法对高密度比、大变形和破碎多相界面的模拟能力和光滑性,同时界面附近未出现明显的压力震荡.

• 单位
  中国科学技术大学; 清华大学