SPH体积映射流固交互的稳定性及细节提升方法

摘要：

针对现有的光滑粒子流体动力学(SPH)流固交互方法中存在的稳定性以及流体细节表现不佳的问题,提出一种改进的体积映射流固交互方法.首先采用无散度 SPH 方法对流体进行建模,保证流体的不可压缩性;然后引入体积映射方法处理固体边界,以隐式函数的形式表示边界而无需使用粒子,解决粒子采样的固体表面不平滑的问题;再引入移动最小二乘法对固体边界上的压强进行插值,避免压强镜像带来的误差,提升体积映射方法中压强和压强梯度计算的精确性,提高系统的稳定性;最后引入粒子重采样方法进行流体表面细化,充分表现流体表面区域的不同粒子特征,增强流固交互后的流体细节,提高真实感.在斯坦福大学公开的基本三维模型上的实验结果表明,所提方法能够真实、稳定地表现不可压缩流体与固体的交互现象,处理多个静态或动态固体的复杂场景,并且能够有效地刻画流体细节.

关键词：流固交互、光滑粒子流体动力学、体积映射、移动最小二乘法、粒子重采样

所属期刊栏目：35

分类号：TP391.41(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金;河北省自然科学基金;河北省创新能力提升计划项目

在线出版日期：2023-08-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：848-856