基于SPH方法的瞬态粘弹性流体的数值模拟

计算物理 ›› 2010, Vol. 27 ›› Issue (5): 679-684.

基于SPH方法的瞬态粘弹性流体的数值模拟

杨波, 欧阳洁

西北工业大学应用数学系, 陕西西安 710072

收稿日期:2009-06-09 修回日期:2010-01-15 出版日期:2010-09-25 发布日期:2010-09-25
作者简介:杨波(1985-),女,江苏泰州,硕士生,从事复杂流体数值模拟及自由面流动问题的无网格粒子方法研究.
基金资助:
国家自然科学基金重大项目(批准号:10590353),国家自然科学基金(批准号:10871159);国家重点基础研究发展计划(973)项目(批准号:2005CB321704)资助项目

Numerical Simulation of Transient Viscoelastic Flows Using SPH Method

YANG Bo, OUYANG Jie

Department of Applied Mathematics, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China

Received:2009-06-09 Revised:2010-01-15 Online:2010-09-25 Published:2010-09-25

摘要/Abstract

摘要： 运用SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)方法模拟基于Oldroyd-B模型的平面突然起动Couette流,通过数值解与解析解的比较,验证SPH方法模拟瞬态粘弹性流动的准确性;且对基于Oldroyd-B模型的方腔驱动流进行SPH模拟.采用一种新的固壁边界处理方法,有效地防止了粒子穿透,提高数值计算的准确性.用数值算例验证SPH方法对粘弹性流体模拟的有效性和稳定性.

关键词: 光滑粒子动力学, 粘弹性, Oldroyd-B, 瞬态, Couette流, 方腔驱动流

Abstract: Smoothed particle hydrodynamics(SPH) method is applied to simulate transient viscoelastic flows.The method for viscoelastic flows is verified by comparing numerical solution with analytical solution of an Oldroyd-B fluid in a start-up Couette flow.An Oldroyd-B fluid in a lid-driven cavity is simulated by the method.In addition,a new treatment of solid wall boundaries is presented to prevent particles penetrating solid walls and improve numerical accuracy.It shows that SPH method is valid and stable in simulation of viscoelastic flows.

Key words: SPH, viscoelastic, Oldroyd-B, transient, Couette flow, lid-driven cavity flow

中图分类号:

O373

杨波, 欧阳洁. 基于SPH方法的瞬态粘弹性流体的数值模拟[J]. 计算物理, 2010, 27(5): 679-684.

YANG Bo, OUYANG Jie. Numerical Simulation of Transient Viscoelastic Flows Using SPH Method[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2010, 27(5): 679-684.

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