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姚佩涛;Li，将军;李勇;高金晨

在不考虑气体颗粒的情况下，使用颗粒网格混合方法进行自由表面张力建模。 （英语） Zbl 07797653号

J.计算。物理学。 498，文章ID 112674，21 p.（2024）.
小结：在粒子方法中，粒子数是影响计算效率的一个重要因素。对于自由表面流动，气体颗粒通常是计算表面张力所必需的，但它们对密度较大的液体流动影响不大。如果可以在不考虑气体颗粒的情况下模拟自由表面张力，则对提高计算效率具有重要意义。现有的基于电位的表面张力模型和基于应力的表面张力模式不需要气体颗粒，但存在不稳定或难以实现的问题。因此，在本研究中，提出了另一种通过耦合颗粒和网格计算自由表面张力的方法。该方法将背景网格应用于整个计算域，网格边界在粒子边界的基础上向外扩展3.1（l_0），用于曲率计算。采用水平集函数在背景网格上标记不同的相位，背景网格的值是根据网格与最近的自由表面粒子之间的法线距离设置的。在获得背景网格上的曲率和水平集函数梯度后，将这些变量插值到相应的粒子上，计算表面张力。通过对面积加权和距离加权插值方案的比较研究，发现距离加权插值的精度高于面积加权插值方案。最后，通过模拟液滴振荡、液滴扩散、毛细射流破碎和液滴撞击平板四种基准情况，验证了粒子网格混合方法的性能。

MSC公司：

7.6亿 流体力学基本方法
76Txx型 多相流和多组分流
6500万 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法

关键词：

移动粒子半隐式方法;自由表面张力;粒子网格混合方法;插值法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{P.Yao}等人，J.Compute。物理学。498，文章ID 112674，21 p.（2024；Zbl 07797653）
全文： DOI程序

参考文献：

[1] Vergnaud，A。；奥格，G。；Touzé，D.L.，C-CSF：使用SPH的单相流的准确、稳健和有效的表面张力和接触角模型。计算。方法应用。M.（2022年）·Zbl 1507.76173号
[2] 希特，C.W。；Nichols，B.D.，流体体积（VOF）方法或自由边界动力学。J.计算。物理。，1, 201-225 (1981) ·Zbl 0462.76020号
[3] 萨斯曼，M。；斯梅雷卡，P。；Osher，S.，计算不可压缩两相流解的水平集方法。J.计算。物理。，1, 146-159 (1994) ·兹比尔0808.76077
[4] Xu，Y。；Yang，G。；Liu，S.，ISPH-FVM耦合方法中表面张力离散模型的改进。国际J.Multiphas。流量（2023）
[5] Owkes，M。；Desjardins，O.，保守、三维、非分裂、几何输运的计算框架，应用于流体体积（VOF）方法。计算。物理。，587-612 (2014) ·Zbl 1349.76636号
[6] 刘，X。；森田，K。；Zhang，S.，用于模拟不可压缩界面流的保守有限体积粒子混合方法。计算。方法应用。M.，840-859（2019）·兹比尔1441.76042
[7] 李·G。；高杰。；Wen，P.，核工程中MPS方法发展和应用综述。计算。方法应用。M.（2020年）·Zbl 1442.76084号
[8] 高杰。；李·G。；Wang，J.，三维轴对称流动模拟的轴对称多相运动粒子半隐式方法。掠夺。编号。能源（2022）
[9] 李·G。；温，P。；Feng，H.，使用移动粒子半隐式方法研究碎屑床中的熔体分层和迁移。编号。工程设计。(2020)
[10] 李·G。；温，P。；Feng，H.，燃料-冷却剂相互作用期间熔体滴与初始蒸汽膜的流体动力精细破碎的2D MPS分析。附录编号。能源（2020年）
[11] 李·G。；张，J。；Yang，Q.，燃料-冷却剂相互作用期间真皮熔体滴流体动力学精细破碎的数值分析。国际J热质转换。，579-584 (2019)
[12] 王，Z。；松本，T。；Duan，G.，不可压缩自由表面流动的紧凑移动粒子半隐式方法。计算。方法应用。M.（2023年）·Zbl 07725706号
[13] 吕，C。；李·G。；Gao，J.，假设HPR1000严重事故中碎屑床熔化过程中的瞬态传热和地壳演化。编号。工程技术。，8, 3017-3029 (2023)
[14] Lucy，L.B.，裂变假说测试的数值方法。阿童木。J.，1013-1024（1977年）
[15] Gingold，R.A。；Monaghan，J.J.，《平滑粒子流体动力学：非球形恒星的理论和应用》。周一。不是。R.阿斯顿。Soc.，375-389（1977年）·Zbl 0421.76032号
[16] Koshizuka，S。；Oka，Y.，《不可压缩流体破碎的移动粒子半隐式方法》。编号。科学。工程，421-434（1996）
[17] Brackbill，J.U。；科特，D.B。；Zemach，C.，模拟表面张力的连续方法。J.计算。物理。，335-354 (1992) ·Zbl 0775.76110号
[18] Morris，J.P.，用平滑粒子流体动力学模拟表面张力。国际期刊数字。液体方法，3333-353（2000）·Zbl 0985.76072号
[19] 阿达米，S。；胡，X。；Adams，N.，使用再生发散近似的多相SPH的新表面张力公式。J.计算。物理。，5011-5021 (2010) ·Zbl 1346.76161号
[20] 威廉姆斯，M。；Kothe博士。；Puckett，E.，基于核的连续表面张力模型的收敛性和准确性，98-2268（1998），洛斯阿拉莫斯国家实验室。
[21] Duan，G。；Koshizuka，S。；Chen，B.，粒子方法的轮廓连续体表面力模型。J.计算。物理。，280-304 (2015) ·Zbl 1349.76677号
[22] 北朝鲜白川方明。；Horie，H。；Yamamoto，Y.，用双流体-颗粒相互作用法分析圆管中的空隙分布。J.编号。科学。技术。，6, 392-402 (2001)
[23] Kondo，M。；Koshizuka，S。；铃木，T.，使用质点法中质点间力的表面张力模型
[24] 松下，T。；Koshizuka，S。；Hosaka，T.，液滴数值模拟的移动表面网格结合粒子法。J.计算。物理学。(2020) ·Zbl 1435.76057号
[25] Duan，G。；Sakai，M.，一种用于模拟具有自由表面的液滴流动的增强型半隐式粒子方法。计算。方法应用。M.（2022年）·Zbl 1507.76157号
[26] 刘杰。；Koshizuka，S。；Oka，Y.，《粘性、不可压缩、多相流的混合颗粒网格法》。J.编号。科学。技术。，1, 65-93 (2005) ·Zbl 1061.76069号
[27] 石井，E。；石川，T。；Tanabe，Y.，预测微观和宏观自由表面运动的混合粒子/网格方法。流体工程杂志，5921-930（2006）
[28] 张，S。；森田，K。；Fukuda，K.，移动粒子方法中表面张力模型的新算法。国际期刊数字。方法。Fl.，3，225-240（2007）·兹比尔1128.76049
[29] 刘，X。；森田，K。；Zhang，S.，基于机器学习的表面张力模型，用于使用粒子方法进行多相流模拟。国际期刊数字。方法。飞行，2356-368（2021）
[30] Wang，L。；Khayyer，A。；Gotoh，H.，通过合并背景网格方案增强基于投影的粒子方法中的压力计算。申请。海洋研究，320-339（2019）
[31] 松下，T。；柴田，K。；Koshizuka，S.，流体混合模拟的混合网格-粒子方法。计算。零件机械。，3, 233-246 (2015)
[32] 恩赖特，D。；Fedkiw，R。；Ferziger，J.，用于改进界面捕获的混合粒子水平集方法。J.计算。物理。，1, 83-116 (2002) ·Zbl 1021.76044号
[33] Trontin，P。；文森特，S。；Estivalezes，J.L.，通过粒子/水平集方法计算曲率的子网格。应用于不可压缩流的前跟踪/重影流体方法。J.计算。物理。，20, 6990-7010 (2012)
[34] 赵，L。；Khuc，H。；Mao，J.，单层粒子水平集方法。计算。流体，141-156（2018）·Zbl 1410.65409号
[35] Liu，W.B。；Ma，D.J。；Zhang，M.Y.，自由表面流动的光滑粒子流体动力学中的新表面张力公式。J.计算。物理学。(2021) ·Zbl 07512314号
[36] 布鲁格，M。；Traxl，R。；Lackner，R.，用光滑粒子流体动力学模拟流体-流体界面表面张力的CSF模型的节能公式。J.计算。物理学。(2023) ·Zbl 07652783号
[37] 森田，K。；张，S。；Koshizuka，S.，根据COMPASS代码详细分析钠冷快堆堆芯破裂事故中的关键现象。编号。工程设计。，4672-4681 (2011)
[38] Koshizuka，S。；Oka，Y.，《不可压缩流体破碎的移动粒子半隐式方法》。编号。科学。工程师，3421-434（1996）
[39] Khayyer，A。；H.Gotoh。；Shimizu，Y.，一种基于投影的粒子方法，用于具有大密度比和不连续密度场的多相流，具有优化的粒子移动。计算流体，356-371（2019）·Zbl 1411.76138号
[40] Monaghan，J.，用SPH模拟自由表面流动。J.计算。物理。，399-406（1994年）·Zbl 0794.76073号
[41] 柴田，K。；Masaie，我。；Kondo，M.，改进了移动粒子半隐式方法的压力计算。计算。零件机械。，1, 91-108 (2015)
[42] Duan，G。；Koshizuka，S。；Yamaji，A.，基于所有粒子相互作用模型的校正矩阵的准确稳定的多相运动粒子半隐式方法。国际期刊数字。方法。工程师，101287-1314（2018）
[43] Duan，G。；陈，B。；Zhang，X.，一个多相mps解算器，用于建模多流体与自由表面的相互作用及其在溢油中的应用。计算。方法应用。机械。工程，320，133-161（2017）·Zbl 1439.76004号
[44] Tamai，T。；Koshizuka，S.，最小二乘移动粒子半隐式方法。计算。部分机械。，3, 277-305 (2014)
[45] Marrone，S.公司。；Colagrossi，A。；Touzéb，D.L.，SPH解算器中的快速自由曲面检测和水平集函数定义。J.计算。物理。，10, 3652-3663 (2010) ·Zbl 1391.76623号
[46] Yeganehdoust，F。；雅古比，M。；Emdad，H.，通过平滑粒子流体动力学对多相液滴动力学和接触角进行的数值研究。申请。数学。型号。，19-20, 8493-8512 (2016) ·Zbl 1471.76080号
[47] Lakdawala，A。；Thaokar，R。；Sharma，A.，基于DGLSM的毛细射流破裂中时间不稳定性和卫星坠落形成的研究。化学。工程科学。，239-253 (2015)
[48] 拉特兰，E。；Jameson，G.，《毛细射流破碎过程中形成的液滴尺寸的理论预测》。化学。工程科学。，1689-1698 (1970)
[49] Lafrance，P.，层流液体射流的非线性破碎。物理学。流体，428-432（1974）·Zbl 0303.76024号
[50] Chatzikyriakou，D。；沃尔克，S。；Hale，C.，《从热表面到非湿润液滴的热传递测量》。国际J热质转换。，7-8, 1432-1440 (2011) ·兹比尔1211.80007
[51] Khayyer，A。；Gotoh，H.，增强运动粒子半隐式方法的稳定性和准确性。J.计算。物理。，3093-3118 (2011) ·Zbl 1316.76084号
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