段广涛
,
陈斌
工程热物理学报
粒子法完全基于拉格朗日框架求解流体的流动,可以自动追踪界面的运动,因此在多相流模拟方面具有很大的潜力.本文将移动粒子半隐式算法(MPS)扩展至多相流动,通过在两相过渡区域内定义平均的密度和黏度将MPS方法中的粒子相互作用模型扩展成为多相粒子相互作用模型.采用连续表面张力模型(CSF)将表面张力转化为体积力,采用光滑颜色函数等高线的曲率来表征界面的曲率,而光滑颜色函数的导数则通过最小二乘法拟合得到.最后,采用气泡在静止液体内的上升运动验证了本文的算法.
关键词:
移动粒子半隐式算法(MPS)
,
多相流动
,
表面张力
,
光滑颜色函数
段广涛
,
陈斌
工程热物理学报
移动粒子半隐式方法（MPS）是一种粒子方法,多用于模拟带有自由表面的不可压缩流动。工程实际中的自由表面流动往往是复杂的湍流流动,本文借鉴网格类方法的亚格子应力模型发展了基于Smagorinsky模型的亚粒子应力模型,并将其耦合到MPS方法中,实现了基于大涡模拟的MPS方法并用于研究自由表面湍流问题。为了提高计算的准确性和稳定性,SPS模型中出现的一阶导数项采用最小二乘法拟合得到,SPS项采用显式算法进行计算。使用这一算法模拟了溃坝问题,结果表明,采用亚粒子应力模型的模拟结果与实验的吻合程度明显提高。
关键词:
移动粒子半隐式算法(MPS)
,
自由表面
,
大涡模拟
,
亚粒子应力模型
