光滑质点流体动力学(Soomthed Particle Hydrodynamics,SHP)

发布时间 2023-08-30 20:59:50作者: Cow_Boy
光滑质点流体动力学(Soomthed Particle Hydrodynamics,SHP)

1. 流体力学三大研究手段

  • 理论分析——分析基础,以经典力学基本原理,建立流体力学基本方程
  • 科学试验——实验模拟+现场原型观测,具有较高的权威性
    • 数值模拟——采用数值方法离散流体力学方程组,通过计算机模拟流体的运动,即,计算流体力学(CFD),近些年发展十分迅速

2. CFD求解一般过程

  • 根据观测到的物理现象建立数学模型,这些数学模型一般有两种组成:控制方程边界条件
  • 将这些控制方程离散化,一般由两个步骤的离散组成:区域的离散方程的离散
  • 在计算机上求解这些离散化的方程。

3. 无网格计算方法

  无网格方法(Mesh或Meshless)是一种新的计算方法,这种计算方法在某些方面要优于传统的网格方法,其关键思想是用一组任意分布的节点(或粒子)对求解域进行离散。无网格中的节点或粒子,严格来说,其实也是属于某种网格。换而言之,无网格计算方法从某种意义上说,并不是不需要网格,而是指计算精度和网格的关系不再像传统的有网格方法那么密切,或者说无网格方法中的节点或粒子不想网格方法中的节点或离子,相互之间需要那么以来网格作为计算媒介。无网格方法极大地克服了传统欧拉网格中的空网格问题,以及传统拉格朗日网格中的网格扭曲问题,因此无网格方法在处理自由曲面、年模型边界等方面由无可比拟的优势。

4. 光滑指点流体动力学

  光滑质点流体动力学(Soomthed Particle Hydrodynamics,SHP)
  SHP是一种无网格方法,由Gingold和Monaghan在1977年提出,SPH最初用于模拟三维开放空间的天体物理问题;从上世纪90年代初开始,SPH方法逐渐应用在计算流体力学(CFD)和计算固体力学(CSM)中领域获得广泛应用。Monaghan、Morris、Kocharyan、Benz、Asphaug等人都是这些领域的开创者,他们采用SPH方法模拟了多相流、磁流体动力学、多孔介质流、断裂损伤、金属成形、固体告诉碰撞等问题。SPH是一种基于拉格朗日描述的 计算方法,这种方法通过核函数插值将连续的场离散成一个个质点,通过追踪一个个质点的运动轨迹,模拟整个场的力学现象。因此,SPH特别适合模拟自由边界的力学问题。