一种SPH应力修正算法及自由表面流中的应用

来源：计算力学学报杂志2017年第1期北京时间：

作者：王志超,李大鸣,胡永文

单位：江西省水利科学研究院, 南昌 330029,天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300073,天津大学 水利工程仿真与安全国家重点实验室, 天津 300073

摘要：提出了一种SPH应力修正算法，即模型中的拉应力和压应力分别采用不同的插值核函数和状态方程来处理，改善应力稳定性问题。介绍了一种改进的Quintic核函数，用于改善模型中压应力的稳定性。通过增加钟型核函数的光滑长度，改善模型中拉应力的稳定性。采用该应力修正算法模拟了无重力条件下方形液滴的震荡变形过程，对比分析了不同算法的模拟结果。此外，为进一步验证算法的适用性，模拟了溃坝算例。研究表明，改进的Quintic型核函数明显改善了粒子聚集现象，该SPH应力修正方法可以使液滴具有更均匀的粒子分布以及更光滑的自由表面，有效改善了SPH方法中的压应力不稳定作用以及自由表面流的模拟精度。

关键词：SPH,应力修正,核函数,液滴,表面张力,

基金资助：国家自然科学基金（51079095）；国家自然科学基金创新研究群体科学基金（51021004）资助项目