扩展一致 δ⁺-SPH 模型至多相流：考虑不同相界的可压缩性

在涉及结构冲击波的水动力学问题中，气体可压缩性对于当气泡被困时准确预测压力至关重要。本文将最初developed用于单相情景的一致 δ⁺-SPH 模型扩展至多相情境。尽管一致 δ⁺-SPH 模型在单相和粘性流动仿真方面表现良好，但将其扩展到多相情境仍面临挑战，如在多相界面处正确实现粒子位移。因此，在一致 δ⁺-SPH 框架内，本文提出了以下改进：首先，提出了一种新的策略来处理由粒子位移技术在多相界面处给定的 δ u 项，以维持稳定性和守恒。其次，针对不可压缩相（如水），引入声学阻尼项以减轻弱可压缩假设导致的声波，这有望实现与真正不可压缩假设相当的平滑压力场，从而减少在剧烈冲击状态下的非物理压力波；针对可压缩相（如气体），采用物理声速于状态方程中，以准确建模真实气体相的可压缩性。为测试和验证所提多相 SPH 模型，本文进行了六种情景的仿真。特别是除两层液体的摇摆情景外，其他情景均在气体被困、压缩或被周围流动压缩/膨胀时完全考虑气体压力振荡。结果表明，所提 SPH 模型在模拟涉及强液体冲击和不同相界可压缩性的多相问题时具有显著优势。