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朱跃,姜胜耀,杨星团,段日强.粒子法中压力振荡问题的研究
Study on pressure oscillation in particle method[J].计算力学学报,2018,35(5):574~581
粒子法中压力振荡问题的研究
Study on pressure oscillation in particle method
Study on pressure oscillation in particle method
投稿时间:2017-05-06  修订日期:2017-06-03
DOI:10.7511/jslx20170506001
中文关键词:  移动粒子半隐式法  压力振荡  粒子插值完整性
英文关键词:moving particle semi-implicit method  pressure oscillation  particle interpolation completeness
基金项目:国家自然科学基金(11472155)资助项目.
作者单位E-mail
朱跃 清华大学 核能与新能源技术研究院, 先进核能技术协同创新中心, 教育部先进反应堆工程与安全重点实验室, 北京 100084  
姜胜耀 清华大学 核能与新能源技术研究院, 先进核能技术协同创新中心, 教育部先进反应堆工程与安全重点实验室, 北京 100084  
杨星团 清华大学 核能与新能源技术研究院, 先进核能技术协同创新中心, 教育部先进反应堆工程与安全重点实验室, 北京 100084  
段日强 清华大学 核能与新能源技术研究院, 先进核能技术协同创新中心, 教育部先进反应堆工程与安全重点实验室, 北京 100084 duanrq@tsinghua.edu.cn 
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中文摘要:
      传统移动粒子半隐式法MPS(Moving Particle Semi-implicit Method)中一直存在压力振荡问题,针对此问题对MPS方法进行改进。改进的MPS方法,采用一种新型抑制压力振荡的压力泊松方程离散格式;在核函数的选择方面,采用能够增加计算稳定性的二次样条核函数;并且针对MPS方法中粒子插值不完整问题,对粒子插值不完整性进行了修正。应用改进的MPS方法对溃坝问题进行数值模拟验证。结果表明,应用改进的MPS方法能够得到更为光滑的压力场空间分布。对模拟过程中的检测点压力进行采集,并且与实验值进行对比分析,发现改进的MPS方法能够有效地抑制模拟过程中的压力振荡,而且与实验值接近。同时应用改进的MPS方法对静水问题进行验证模拟,发现改进的MPS方法能够有效地抑制模拟过程中的压力振荡,而且监测点的压力与理论解接近。改进的MPS方法对今后应用MPS方法模拟实际工程问题,并且获得准确稳定的压力值有着重要的意义。
英文摘要:
      A modified MPS method for solving the pressure oscillation problem in the traditional MPS method is dveloped.The modified MPS method includes a new discretization scheme of Pressure Poisson equation.In the choice of kernel function,the quadratic spline kernel function is selected to stabilize the pressure.A practical technique is proposed to deal with the lack of interpolation completeness in the traditional MPS method.The dam break problem is simulated firstly to verify the modified MPS method,and the results show that a smoothed spatial pressure distribution is obtained.The pressure at the monitor is consistent with the experimental value and pressure fluctuation is suppressed.The hydrostatic problem is also investigated,and the results show that the pressure at the monitoring points is consistent with the theoretical solution and pressure oscillation is suppressed.This modified MPS method has important applications for obtaining stable pressure values in engineering problems.
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