基于仿射粒子元胞网格传递的动量守恒摩擦接触算法
计算工程、金融与科学
2021-08-06 v1
摘要
提出了一种高效且守恒动量的固体间接触强制算法。物质点法（MPM）此前的进展带来了一种快速简便但可能违反动量的接触强制策略，其通过背景与前景网格间的速度传递以及背景网格速度场更新实现。我们提出了一种改进策略，借助仿射粒子元胞（APIC）方法的新颖应用，确保线动量与角动量均守恒。同时解决了基于粒子元胞的接触算法中两个常见问题：物体倾向于在正比于网格间距的间隙处粘连；以及当物质点位于同一网格单元内时倾向于永久粘连，使回弹与摩擦难以实现。我们表明，APIC 的结合使用以及网格传递与动量更新算法可使接触在近乎零间隙处强制实现。针对第二个问题，我们提出了一种新颖迭代格式，使通过背景网格相互作用的粒子在接触后自然分离并施加摩擦，同时仍满足动量守恒。
引用
@article{arxiv.2108.02259,
title = {A momentum preserving frictional contact algorithm based on affine particle-in-cell grid transfers},
author = {Michael Tupek and Jacob Koester and Matthew Mosby},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.02259},
year = {2021}
}