三种改进的开放边界算法在SPH方法中的应用
Tafuni等[2-4]提出了 一种基于缓冲粒子及其虚节点的开放边界算法。在该算法中,缓冲粒子的速度、压力等流动变量有两种确定方式：一是预先强制施加；二是用虚节点从内部流域中提取。后者中先使用有限粒子法(Finite Particle Method,FPM)计算内部流域中虚节点处的场变量,再通过一阶泰勒公式镜像到对应的缓冲粒子上。这样恢复了粒子的一致性,计算精度得以提高。然而,FPM近似需要对非对称的修正矩阵求逆,且计算依赖核梯度,这使得计算过程相对复杂。本文参照解耦有限粒子法(Decoupled Finite Particle Method,DFPM)和无核梯度 SPH 法(Kernel Gradient Free SPH,KGF-SPH)提出一种解耦的 KGF-SPH法(DecoupledKernelGradientFree SPH,DKGF-SPH)。然后,分别基于 DFPM、KGF-SPH 和DKGF-SPH近似提出3种改进的开放边界算法。其中,DFPM和DKGF-SPH近似无需求逆运算,DKGF-SPH和KGF-SPH近似无需核梯度,KGF-SPH近似的修正矩阵是对称的。将改进的3种开放边界算法与FPM近似的原始算法进行比较,结果表明它们具有与原始算法有相近的计算精度。
开放边界 SPH方法 有限粒子法 无核梯度
刘晨辉 汪淳
上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海,200240
国内会议
江苏无锡
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865-870
2021-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）