用光滑粒子流体动力学快速模拟相间强相互作用两相介质动力学：具多分散颗粒、线性阻力的气尘混合物及一维测试

要在宏观尺度上模拟含多分散颗粒的流体动力学，必须求解带有若干弛豫项的水动力学方程，这些弛豫项表示流体与颗粒之间及反向的动量传递。对于小颗粒，速度弛豫时间（停止时间）可能远短于流体的动力学时间，这使得问题呈刚性因而计算代价高昂。我们提出一种用光滑粒子流体动力学（SPH）计算两相多分散介质中若干刚性阻力项的新快速方法。在我们的实现中，流体与每一分散相组分分别用不同粒子集模拟。该方法基于（1）阻力项中速度值的线性插值，（2）以机器精度守恒动量的阻力项隐式近似，以及（3）以 $O(N^2)$ 次算术运算而非 $O(N^3)$ 求解 $N$ 个线性代数方程组。我们在具有已知解的一维问题上研究了所提方法的特性。我们发现，可在数值分辨率不依赖于短停止时间取值的情况下获得可接受精度结果。文中讨论的所有模拟结果均由开源软件得到。