解决SPH建模中自由边界困难的一种方法：应用于密近双星中的黏性吸积盘
流体动力学
2015-05-19 v6 计算物理
摘要
本文提出了一种适用于处理计算域中自由边界的SPH插值核重构方法。展示了该方法在密近双星(CB)中无黏和黏性稳态低可压缩性吸积盘模型上的应用。本文的研究源于低可压缩性建模对于检验数值可靠性至关重要这一事实。结果表明，当采用高斯导出核(来自误差函数)且扩展粒子范围——其半高全宽(HWHM)固定为常数值——且对其径向相互作用无任何空间限制(以下简称GASPHER)时，尽管气体可压缩性低，物理黏性仍支持形成良好约束的吸积盘。同时，GASPHER确保了在自由边界处充分的粒子插值。如果对边界条件没有约束，特别是在粒子包络边缘的自由边缘(FE)条件下，SPH和自适应SPH(以下简称ASPH)方法都会缺乏精度。在SPH中，低效的粒子插值只涉及少数邻近粒子；而在第二种情况下，非物理效应同时影响边界层粒子本身和径向输运。无论是在FE条件涉及计算域的情况下，还是在黏性流体动力学中，或两者兼有，GASPHER方案都可以恰当地应用于这些棘手的物理状态。尽管应用了低可压缩性条件，黏性GASPHER模型显示出清晰的螺旋图案轮廓，表明其结果质量优于SPH黏性模型。此外，还将GASPHER一维无黏激波管的结果与解析解进行了成功比较。
引用
@article{arxiv.1006.1285,
title = {An approach for solving the boundary free edge difficulties in SPH modelling: application to a viscous accretion disc in close binaries},
author = {G. Lanzafame},
journal= {arXiv preprint arXiv:1006.1285},
year = {2015}
}
备注
18 pages, 12 figures