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《计算物理》 2013年01期
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任意不可压多介质流的粒子有限元方法模拟

高永峰  张相炎  刘宁  
【摘要】:基于粒子有限元方法(particle finite element method,PFEM),利用细分混合单元的界面识别思想,模拟种类任意多的不可压多介质流问题.对分步算法采用基于有限增量微积分理论的稳定措施,以适应流体特性差异;将混合单元细分为代表单一流体的小单元,进而得到流体间的边界;通过加密边界、控制粒子速度、自动检查穿透来防止粒子穿透外部边界.瑞利-泰勒不稳定性和水柱在空气中倒塌的模拟与已有结果的对比验证了PFEM及界面识别方法的可靠性和准确性.七种流体混合的模拟结果表明PFEM可有效处理任意多种类不相溶流体的混合流动问题.
【作者单位】南京理工大学机械工程学院;
【关键词】粒子有限元方法(PFEM) 多介质流 不可压流体 分步算法 界面识别
【分类号】:O35
【正文快照】:
0引言多介质流动问题出现在很多工程问题和自然现象中.根据相溶性可分为:相溶多介质流问题,如酒精和水的混合过程;非相溶多介质流问题,如发动机中的燃油喷注、雨滴在空气中的运动、石油工业中的泡沫驱油等.相对于单一介质流,多介质流的数值求解面临诸多难点[1],如运动界面的

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