弱可压缩流体边界处理算法

来源：计算机应用杂志2015年第1期北京时间：

作者：聂霄, 陈雷霆

单位：1. 电子科技大学 计算机科学与工程学院, 成都611731;2. 数字媒体技术四川省重点实验室(电子科技大学), 成都611731

摘要：针对流体与固体边界的交互模拟问题,提出一种基于弱可压缩光滑粒子流体动力学(SPH)的边界处理算法.首先,引入一种新的体积权重函数,解决固体边界非均匀采样区域流体密度的计算误差问题;然后,提出一种新的边界力计算模型,避免校正流体粒子位置信息,保证固体边界不可穿透;最后,提出一种改进的流体压力计算模型,保证流体的弱可压缩性.实验结果表明,所提算法可以有效地解决基于位置校正的边界处理方法在模拟弱可压缩流体与非均匀采样固体边界交互时存在的稳定性问题,且仅需边界粒子的位置信息,在节约内存的同时避免了位置校正所带来的额外计算开销.

关键词：流体模拟,光滑粒子流体动力学,弱可压缩流体,边界处理,流固耦合

基金资助：国家863计划项目(2012AA011503);"十二五"预研项目(51306050102);广东省产学研合作专项资金资助项目(2012B090600008);广东省产学研创新平台项目(2011A091000003).