An arbitrary Lagrangian Eulerian smoothed particle hydrodynamics (ALE-SPH) method with a boundary volume fraction formulation for fluid-structure interaction.
An arbitrary Lagrangian Eulerian smoothed particle hydrodynamics (ALE-SPH) method with a boundary volume fraction formulation for fluid-structure interaction.
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DOI：
10.1016/j.enganabound.2021.04.006
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发表时间：
2021-07-01
影响因子：
3.3
通讯作者：
Petzold L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jacob B;Drawert B;Yi TM;Petzold L
提出了一种新的弱可压缩光滑粒子流体动力学（SPH）方法，该方法能够模拟无滑移的固定和移动壁面边界条件。该配方结合了边界体积分数（BVF）壁的方法与运输速度SPH方法。由此产生的方法，命名为SPH-BVF，提供检测任意形状的固体墙壁上的飞行，由于其本地配方的计算开销小。这个简单的框架是能够解决的问题，是困难的或不可行的标准SPH，即流动受到大的剪切应力或在中等雷诺数，和质量传递在可变形边界。此外，该方法将传输速度公式扩展到牛顿流体和线性弹性固体中质量的反应扩散传输，这在生物结构中很常见。总之，SPH-BVF方法提供了简单性和通用性的良好平衡，同时避免了与SPH相关的一些标准障碍：边界处的颗粒渗透，张力不稳定性和各向异性颗粒排列，这些障碍阻碍了SPH应用于复杂问题，如生物系统中的流体-结构相互作用。
We present a new weakly-compressible smoothed particle hydrodynamics (SPH) method capable of modeling non-slip fixed and moving wall boundary conditions. The formulation combines a boundary volume fraction (BVF) wall approach with the transport-velocity SPH method. The resulting method, named SPH-BVF, offers detection of arbitrarily shaped solid walls on-the-fly, with small computational overhead due to its local formulation. This simple framework is capable of solving problems that are difficult or infeasible for standard SPH, namely flows subject to large shear stresses or at moderate Reynolds numbers, and mass transfer in deformable boundaries. In addition, the method extends the transport-velocity formulation to reaction-diffusion transport of mass in Newtonian fluids and linear elastic solids, which is common in biological structures. Taken together, the SPH-BVF method provides a good balance of simplicity and versatility, while avoiding some of the standard obstacles associated with SPH: particle penetration at the boundaries, tension instabilities and anisotropic particle alignments, that hamper SPH from being applied to complex problems such as fluid-structure interaction in a biological system.
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DOI：
10.1074/jbc.r116.714980
发表时间：
2016-04-08
期刊：
The Journal of biological chemistry
影响因子：
--
作者：
Alvaro CG;Thorner J
通讯作者：
Thorner J
DOI：
10.1016/s0045-7825(01)00254-7
发表时间：
2001-01-01
影响因子：
7.2
作者：
Gray, JP;Monaghan, JJ;Swift, RP
通讯作者：
Swift, RP
DOI：
10.1002/nme.2010
发表时间：
2007-10-15
影响因子：
2.9
作者：
Feldman, J.;Bonet, J.
通讯作者：
Bonet, J.
影响因子：
3.3
作者：
Errede B;Vered L;Ford E;Pena MI;Elston TC
通讯作者：
Elston TC
影响因子：
4.1
作者：
Adami, S.;Hu, X. Y.;Adams, N. A.
通讯作者：
Adams, N. A.