水動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬MPS方法的改進(jìn)及應(yīng)用.pdf

1、闡述了目前水動(dòng)力學(xué)研究中數(shù)值模擬方法的內(nèi)容，按照拉格朗日觀點(diǎn)和歐拉觀點(diǎn)將數(shù)值方法劃分為網(wǎng)格方法和無(wú)網(wǎng)格方法，選取各自具有代表性的數(shù)值方法進(jìn)行介紹。其中MPS(moving particle semi-implicit)方法是一種新興的無(wú)網(wǎng)格方法，在處理邊界復(fù)雜、自由表面劇烈變形的流體問(wèn)題上具有很大優(yōu)勢(shì)，但其運(yùn)行效率低，限制了其實(shí)際應(yīng)用，急需消除瓶頸。 在MPS方法中，引入預(yù)定候選粒子集的概念，鄰接粒子在預(yù)定候選粒子集中搜索生成。

2、以數(shù)值算例說(shuō)明了候選粒子集的引入可以顯著節(jié)省生成鄰接粒子集的時(shí)間。從理論上討論分析了更新候選粒子集的時(shí)間步數(shù)k與生成鄰接粒子集平均耗費(fèi)時(shí)間的關(guān)系，指出了存在k使得平均耗費(fèi)時(shí)間最小。 在求解壓力泊松方程的程序代碼中，采用一維數(shù)組只記錄方程系數(shù)矩陣中的非零元素，降低了程序運(yùn)行占用的內(nèi)存量，簡(jiǎn)化了矩陣運(yùn)算。采用穩(wěn)定性好，收斂速度快的Bi-CGSTAB算法求解方程，提高了求解速度。將改進(jìn)前后的方程求解過(guò)程耗時(shí)進(jìn)行對(duì)比，表明該部分占用的機(jī)