作者：粒子法中压力振荡的机理研究

作者单位：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

来源：力学学报

移动粒子半隐式法(moving particle semi-implicit method, MPS)是一种适用于不可压缩流体的无网格方法，MPS方法常应用于自由表面大变形问题.MPS方法提出至今一直存在着严重的压力振荡问题.本研究针对MPS方法中存在的压力振荡现象，首先将实际的物理问题简化为一维模型，并从粒子之问相互位置关系的角说明了MPS方法中压力波动产生的原因.在采用MPS方法进行模拟时，加入了粒子碰撞模型，通过对碰撞系数的选择从而控制粒子之问的相互位置关系.并且对经典的溃坝问题进行了模拟。

结果表明随着碰撞系数的增加，粒子数密度偏差的波动幅度都会减小，从而压力振荡的幅度得到了有效的抑制.并且对比了两种小同核函数对压力振荡的影响，结果表明:采用高斯核函数时，压力振荡的幅度更小，这是因为采用高斯核函数时，相同的粒子位置波动幅度将会得到较小的粒子数密度偏差的波动.由于在模拟过程中粒子运动的随机性，这将导致粒子数密度偏差产生随机的波动，从而产生压力振荡，因此粒子法中的压力振荡很难彻底消除.