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光滑粒子动力学方法中粒子分布与数值稳定性分析
Particle distribution and numerical stability in smoothed particle hydrodynamics method

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刘谋斌 1   常建忠 2  
文摘 光滑粒子动力学(SPH)作为一种拉格朗日型无网格粒子方法, 已经成功地应用于包括含多相流动界面以及移动边界的可压缩和不可压缩流体运动的研究中.通过对Poiseuille流动的深入研究, 探索了SPH方法中粒子分布对计算精度的影响, 揭示了一种因为粒子不规则分布而导致的数值不稳定现象.研究显示, 这种数值不稳定性起源于 SPH方法粒子近似过程中的不连续性.使用了一种新的粒子近似格式以确保SPH方法中粒子近似的连续性.计算结果表明, 这种新的粒子近似格式对于规则和不规则的粒子分布都能得到稳定精度的结果
其他语种文摘 Smoothed particle hydrodynamics(SPH)is a Lagrangian meshfree particle method, and has been widely applied to different areas including incompressible or pseudo-incompressible flows with multiphase interfaces and moving boundaries. In this paper, an instability problem has been identified when the conventional SPH method is applied to modeling the Poiseuille flow problem at long-term simulations. It is found that this instability resulted from the particle inconsistency inherent to the SPH method, which originates from the discrete particle approximation and is a fundamental cause for poor approximation accuracy. A new particle approximation approach has been used to restore the particle consistency. We show that this particle consistency restoring approach can produce stable solutions for both regular and irregular particle distributions even at long-term simulations
来源 物理学报 ,2010,59(6):3654-3662 【核心库】
DOI 10.7498/aps.59.3654
关键词 光滑粒子动力学 ; 粒子近似 ; 连续性 ; 稳定性
地址

1. 中国科学院力学研究所, 北京, 100190  

2. 中北大学机电工程学院, 太原, 030051

语种 中文
文献类型 研究性论文
ISSN 1000-3290
学科 物理学
基金 国家自然科学基金
文献收藏号 CSCD:3958716

参考文献 共 33 共2页

1.  Gingold R A. Mon. Not. R. Astron. Soc,1977,181:375 被引 370 次    
2.  Lucy L B. Astron. J,1977,82:1013 被引 399 次    
3.  常建忠. 微液滴动力学特性的耗散粒子动力学模拟. 物理学报,2008,57:3954 被引 23 次    
4.  赵颖. 用格子Boltzmann模型模拟垂直平板间的热对流. 物理学报,2004,53:671 被引 5 次    
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19.  He X Y. Phys. Fluids,1999,11:1143 被引 5 次    
20.  Liu M B. Appl. Math. Model,2005,29:1252 被引 32 次    
引证文献 25 篇

1 蒋涛 黏性液滴变形过程的核梯度修正光滑粒子动力学模拟 物理学报,2011,60(5):054701-1-054701-10
被引 11 次

2 蒋涛 瞬态热传导问题的一阶对称SPH方法模拟 物理学报,2011,60(9):090206-1-090206-10
被引 2 次

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