论文研究 - SPH粒子碰撞可减少粒子聚类，界面稳定和壁建模

SPH动量方程中的成对力可保证动量守恒，但不能防止粒子聚集和壁穿透。 出于某些原因，可能会发生粒子聚类。 一个基本问题是拉伸不稳定性，这是由负数值压力引起的。 由于核梯度的某些属性，也可能发生聚类。 由于表面张力和重力，压力及其梯度的不连续性可能会导致两种流体之间的界面附近的颗粒不稳定。 壁穿透也是颗粒聚集的一种形式。 在本文中，引入了粒子碰撞概念以抑制粒子聚类。 在这里，探讨了运动条件（运动）而不是动态条件（力）的使用。 这些运动学条件是从动力学碰撞理论获得的。 保持动量守恒，并且在弹性条件下也守恒能量。 仅在需要时才激活粒子碰撞模型。 从速度改变以及颗粒位置改变的结果来看，它可以看作是一种颗粒移动方法。 在一些案例研究中证明，粒子碰撞模型可以实现逼真的（低）粘度。 在典型的液-气应用中，还发现它可以稳定两种流体之间的界面，直至达到高的实际密度比（1000：1）。 因此，它可以用作多流体模型。 该概念考虑了实际波速比（甚至更高），以及实际粘度对传热应用的建模至关重要。 与壁的碰撞允许在真实粘度下的防滑条件，同时抑制了壁的渗透。 总而言之，粒子碰撞模型使SPH的工程设计更加鲁棒。