一种用于高密度比剧烈多相流的弱可压缩SPH方法
计算物理
2020-01-08 v1
摘要
弱可压缩SPH（WCSPH）方法在应用于模拟如水与空气之间这类高密度比的剧烈多相流时，已知存在计算效率低、或非自然空穴和不真实相分离的问题。本文中，为补救这些问题，我们提出了一种基于低耗散Riemann求解器和输运速度公式的多相WCSPH方法。首先构造两相Riemann问题以处理流体粒子间的成对相互作用，随后将其修正用于流体-壁面相互作用以施加固体壁面边界条件。由于该方法对重相和轻相使用相同的人工声速，计算效率大幅提升。此外，由于对轻相采用了输运速度公式并应用了两相Riemann问题，非自然空穴和不真实相分离被有效消除。该方法通过若干涉及剧烈水-空气流的二维和三维算例进行了验证。结果已与现有实验数据、先前数值与解析解进行比较，所提方法展现出良好的鲁棒性，并在相同声速选择或那些计算效率低得多的先前方法下分别具有改进或可比的精度。
引用
@article{arxiv.1903.09216,
title = {A weakly compressible SPH method for violent multi-phase flows with high density ratio},
author = {Massoud Rezavand and Chi Zhang and Xiangyu Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.09216},
year = {2020}
}
备注
29 pages and 13 figures