[發明專利]一種改進的布置均勻粒子的方法

無效

• 申請號: 201410019496.7
• 申請日: 2014-01-15
• 公開（公告）號: CN103793598A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 雷娟棉;黃燦;王鎖柱;何建東;鄭志偉
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種改進的布置均勻粒子的方法，其特征在于，具體實現步驟如下：

步驟1、布置流體粒子和邊界粒子，對粒子的物理屬性初始化

1.1、布置流體粒子和邊界粒子

先在整個封閉區域內布上均勻的流體粒子；然后去除邊界上和物面內的流體粒子；最后在外邊界和固壁邊界上布置均勻的邊界粒子；

1.2、對粒子的物理屬性初始化

給出粒子的質量m、密度ρ、光滑長度h，粒子的初始速度v=0；

步驟2、搜索粒子對，計算核函數

步驟3、計算邊界粒子對流體粒子的邊界力、由于粒子不均勻性產生的速度變化率、粒子速度的修正值

3.1計算邊界粒子對流體粒子的邊界力

通過公式fijB=-(Vmax2min((ui-uj)·nj,-φ)WijHijnj|rij·n|),(ui-uj)·nj<00,(ui-uj)·nj≥0]]>求

出邊界粒子j對邊界附近任意流體粒子i的邊界力，其中fi_j^B表示表示邊界粒子j對邊界附近流體粒子i的邊界力；u_i和u_j分別表示i和j粒子的速度；為了避免邊界力的震蕩問題，選擇(u_i-u_j)·n與-φ之間較小的值進行計算；n為邊界的外法線方向；Hi_j=hi_j^d，hi_j=(h_i+h_j)/2，d為求解問題的維數，對二維問題，d=2，對三維問題，d=3；V_max²表示計算過程中流體粒子的最大速度；

3.2計算由于粒子不均勻性產生的速度變化率

利用粒子均勻化公式求出任意粒子i由于粒子的不均勻度產生的速度變化率du_i/dt，其中β、α為可調參數；

3.3計算粒子速度的修正值

利用公式求出任意粒子的修正速度u′_i，其中ε為可調無量綱參數；

步驟4、求解粒子速度，然后進一步求解粒子的位置

4.1求解粒子速度

先對步驟(3)求得的du_i/dt、f_ij^B值通過公式進行時間積分，求出下一個時間步的待修正的速度u_i^*，再利用步驟(3)中求出的修正速度u′_i通過公式對速度u_i^*進行修正，求出下一個時間步的速度u_i；

4.2求解粒子的位置

對修正后的速度u_i通過公式x_i＝u_iΔt進行時間積分求出下一個時間步的粒子位置x_i；時間步長Δt為通過公式來確定，其中CFL=1；

步驟5、重復步驟2、3、4，當所有的粒子速度u<10^-m的時候認為計算已經收斂，此時輸出粒子的位置；

自此，就實現了一種改進的布置均勻粒子的方法。