可压缩流体与薄可变形实体的拓扑保持耦合
计算物理
2025-07-25 v1 图形学
流体动力学
摘要
我们提出了一种耦合可压缩流体和薄可变形结构的新型离散化方法，通过保持流体域的路径连通性提供充分且必要的无泄漏性。该方法采用受约束的 Voronoi 基于空间分区结合 Godunov 风格的有限体积时间积分。流体域离散化为与流体-固体界面完全一致的单元，允许在界面处精确解析边界条件。这使得流体和固体之间可以进行直接力交换，同时确保即使在任意薄的情况下也不会发生流体通过固体的泄漏。我们在一系列具有挑战性的情景上验证了该方法——包括内部压缩空气推动的气球、克服摩擦力后弹出的香槟蜡塞，以及超声速小行星—— demonstrate 流体与固体之间的双向能量传递。
关键词
引用
@article{arxiv.2507.18460,
title = {Topology-Preserving Coupling of Compressible Fluids and Thin Deformables},
author = {Jonathan Panuelos and Eitan Grinspun and David Levin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.18460},
year = {2025}
}