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基于SPH方法的溃坝流动数值模拟


第 3期  2 1 年 9月  00 水 利 水 运 工 程 学 报  NO 3 .  H YDRO- SCⅢ NCE  AND  ENGI NEERI NG  Se . 2 0 1 3 O1   基 于 S H方 法 的溃 坝流 动 数 值模 拟  P 马理 强 ,常建 忠  ,刘谋 斌  ,刘 汉 涛  ( .中 北 大 学 机 电工 程 学 院 ,

山西 太 原 1 0 0 5 ; .中 国科 学 院力 学 研 究 所 ,北 京 30 1 2 10 9 ) 0 10   摘 要 :应用光滑粒子流体动力学方法对 溃坝 问题进行 了数值模拟 , 在现有 S H方 法的理论基 础上对密度 近似  P 方 程 进行 了 重 新 初 始 化 处 理 , 析 了密 度 重 新 初 始 化 对 溃 坝 流 动 问题 的影 响 , 对 S H 数 值 模 拟 所 得 到 的结 果  分 并 P 与试 验 结 果 以及 移 动粒 子半 隐式 方 法 得 到 的计 算 结 果进 行 了 比 较 和 分 析 . 果 表 明 , 密 度 近 似 方 程 进 行 重 新  结 对 初 始 化 保 持 了流 场 内 的质 量 守恒 , 时 整 个 计 算 域 内的 压 力 分 布 更 加 规 则 ,P 方 法 数 值 模 拟 得 到 的 结 果 与 实  同 SH 验 结 果 和 M S方 法 得 到 的结 果 非 常 吻合 , P 验证 了 改 进 方 案及 所 编 程 序 的 可 靠 性 和 计 算 结 果 的 准 确 性 .   关  键  词 : 光滑粒子流体动力学 ; 溃坝流动 ; 密度修正 ; 数值模拟   中图分 类号 : V 3 .3 : 22 1 T 192 1 0 4 .   文献 标志 码 :   A 文 章编 号 :1 9 6o 2 l)3— 05 0  0 — 4x(oo 0 06 — 6 0 溃坝 流动 作为 一种 典型 的 自由表 面流 动 , 存在 运 动边界 和复 杂 的大变形 问题 , 及 到 固体壁 面 或可移 动  涉 边界 的处 理  . 此类 自由表面 流动 的数值 模拟 一直 是计 算 流体 力学 领 域 的一 大难 题 , 一般 需 进 行特 殊 处 理.   目前 较有 代表性 的 自由表面追 踪 方法有 质 点 网格法 ( a il— —elPC) PC的改 进算 法 —— MA p rcei cl I ,I t n , c方法  ( re—n —e1 , . H r等  提 出的 V F方法 ( ou eo—ud , . se 等  提 出 的 L vl e 方 法 和  makr dcl c W. i a ) t O vlm —fli) S O h r f ee St   S K si k 等  提 出的移 动粒 子半 隐式 方法 ( vn  a i esm — l i MP ) S Hi—1 一 种无 网格 自 . ohz a u moigp rc  e impi t S . P   7是 tl i c, 6   适应 拉格 朗 日型粒 子方 法. 9 4年 ,.. n g a  首先 将 S H方法 用 于模拟 弱不 可压 缩 自由表 面流 动 .   19 JJ Mo ahn P 国 内学 者对 S H方 法也进 行 了较 多的研 究 , P 强洪 夫等  将 S H 法应用 于模 拟 高能炸 药爆 轰 , P 毛益 明等  模拟  了高 速碰撞 问题 , 刘汉 涛

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