一種新型SPH邊界方法及在自由面流動(dòng)中的應(yīng)用.pdf

1、光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)（SPH）是一種拉格朗日形式的無(wú)網(wǎng)格數(shù)值計(jì)算方法，其在處理非線性自由表面流動(dòng)問(wèn)題具有巨大優(yōu)勢(shì)，在模擬非連續(xù)物理現(xiàn)象和爆炸沖擊問(wèn)題也有良好的適應(yīng)性。然而傳統(tǒng)SPH方法在處理復(fù)雜幾何邊界問(wèn)題時(shí)壓力會(huì)出現(xiàn)劇烈振蕩，導(dǎo)致壓力結(jié)果失真。因此，研究SPH算法緩解壓力振蕩有著重要意義。SPH方法能廣泛應(yīng)用于復(fù)雜自由面流動(dòng)問(wèn)題，但由于SPH算法自身誤差的存在，其計(jì)算壓力會(huì)有強(qiáng)烈的非物理振蕩。
　　本文根據(jù)SPH方法原理，給出了其

2、在流體動(dòng)力學(xué)中的N-S方程，以及相關(guān)的基本理論。以復(fù)雜幾何邊界為例，對(duì)傳統(tǒng)SPH方法存在的邊界缺陷進(jìn)行研究，重點(diǎn)對(duì)傳統(tǒng)鏡像邊界處理方法所造成的邊界缺陷進(jìn)行描述。引入一種新型固壁粒子邊界處理方法，對(duì)其計(jì)算和處理過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)闡述。通過(guò)對(duì)矩形水槽和曲面邊界靜水壓力數(shù)值模擬表明，文中提出的方法能夠有效地處理SPH方法中的壓力振蕩問(wèn)題。最后，基于改進(jìn)SPH方法對(duì)推板造波、液艙晃蕩以及超大浮體窄縫干擾三種自由表面流動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值模擬，驗(yàn)證了文中所