采用SPH核函数的MPS方法在非牛顿自由表面流动模拟中的应用

摘要

移动粒子半隐式法(Moving Particle semi-implicit,MPS)和光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法是近年来广泛应用于自由表面流动的粒子方法.为避免传统MPS方法在离散非牛顿流动动量方程中剪切应力张量T的散度时连续两次加权平均带来的积累误差，本文参考SPH方法常用的散度算子离散方案改进了MPS方法的散度算子离散方案，将MPS方法拓展至非牛顿自由表面流动。本文采用改进MPS方法模拟了在不同物性和入流速度下，Cross流体充填正方形容器的几种典型流型。左列为SPH方法模拟结果，右列为本文模拟结果。比较发现，本文结果与SPH结果吻合良好，说明了本文算法的正确性。