粒子法中压力振荡问题的研究

来源：计算力学学报杂志2018年第5期北京时间：

作者：朱跃,姜胜耀,杨星团,段日强

单位：清华大学 核能与新能源技术研究院, 先进核能技术协同创新中心, 教育部先进反应堆工程与安全重点实验室, 北京 100084,清华大学 核能与新能源技术研究院, 先进核能技术协同创新中心, 教育部先进反应堆工程与安全重点实验室, 北京 100084,清华大学 核能与新能源技术研究院, 先进核能技术协同创新中心, 教育部先进反应堆工程与安全重点实验室, 北京 100084,清华大学 核能与新能源技术研究院, 先进核能技术协同创新中心, 教育部先进反应堆工程与安全重点实验室, 北京 100084

摘要：传统移动粒子半隐式法MPS（Moving Particle Semi-implicit Method）中一直存在压力振荡问题，针对此问题对MPS方法进行改进。改进的MPS方法，采用一种新型抑制压力振荡的压力泊松方程离散格式；在核函数的选择方面，采用能够增加计算稳定性的二次样条核函数；并且针对MPS方法中粒子插值不完整问题，对粒子插值不完整性进行了修正。应用改进的MPS方法对溃坝问题进行数值模拟验证。结果表明，应用改进的MPS方法能够得到更为光滑的压力场空间分布。对模拟过程中的检测点压力进行采集，并且与实验值进行对比分析，发现改进的MPS方法能够有效地抑制模拟过程中的压力振荡，而且与实验值接近。同时应用改进的MPS方法对静水问题进行验证模拟，发现改进的MPS方法能够有效地抑制模拟过程中的压力振荡，而且监测点的压力与理论解接近。改进的MPS方法对今后应用MPS方法模拟实际工程问题，并且获得准确稳定的压力值有着重要的意义。

关键词：移动粒子半隐式法,压力振荡,粒子插值完整性,

基金资助：国家自然科学基金（11472155）资助项目.