A meshless method based on moving least squares for the simulation of free surface flows
A meshless method based on moving least squares for the simulation of free surface flows
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基于移动最小二乘的自由表面流模拟无网格方法
DOI：
10.1631/jzus.a1500053
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发表时间：
2016-02
影响因子：
3.2
通讯作者：
Han Chao-shuai
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lu Yu;Hu An-kang;Liu Ya-chong;Han Chao-shuai
In this paper, a meshless method based on moving least squares (MLS) is presented to simulate free surface flows. It is a Lagrangian particle scheme wherein the fluid domain is discretized by a finite number of particles or pointset; therefore, this meshless technique is also called the finite pointset method (FPM). FPM is a numerical approach to solving the incompressible Navier-Stokes equations by applying the projection method. The spatial derivatives appearing in the governing equations of fluid flow are obtained using MLS approximants. The pressure Poisson equation with Neumann boundary condition is handled by an iterative scheme known as the stabilized bi-conjugate gradient method. Three types of benchmark numerical tests, namely, dam-breaking flows, solitary wave propagation, and liquid sloshing of tanks, are adopted to test the accuracy and performance of the proposed meshless approach. The results show that the FPM based on MLS is able to simulate complex free surface flows more efficiently and accurately.中文概要目 的自由面流动中的大变形、复杂几何边界等问题 一直备受工程界的关注。本文基于拉格朗日观 点, 采用移动最小二乘的无网格技术数值模拟 流场, 研究溃坝流、孤立波传播及液舱晃荡等 复杂变形的自由面流动, 验证该方法的准确性 与可靠性。创新点1. 通过不可压缩Navier-Stokes 方程, 采用投影 法推导出压力与速度之间的关系; 2. 借助移动 最小二乘法的思想, 对压力泊松方程进行离散 求解。方 法1. 通过理论推导, 得出不可压缩流动中压力与 速度之间的泊松方程式, 并采用移动最小二乘 法离散求解该偏微分方程; 2. 采用数值计算, 对自由面流动问题中的三个典型算例进行模 拟; 3. 将数值计算结果与文献中的试验结果进 行比较。结 论1. 基于移动最小二乘的无网格法能够较准确地 模拟自由面流动中的液体迸溅、翻滚、破碎以 及入水等强非线性现象, 在处理大变形流动问 题时体现出较好的灵活性及较强的自由面模拟 能力; 2. 对比分析数值计算结果与试验现象, 得到一致性较好的结果, 验证了该无网格法的 准确性与可靠性。
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影响因子：
3.2
作者：
Chao-Yang. Song;Hongxin Zhang;Jin Huang;H. Bao
通讯作者：
Chao-Yang. Song;Hongxin Zhang;Jin Huang;H. Bao
影响因子：
--
作者：
E. Oñate;C. Sacco;S. Idelsohn
通讯作者：
E. Oñate;C. Sacco;S. Idelsohn
DOI：
10.1046/j.1365-8711.2002.05678.x
发表时间：
2002-04
影响因子：
4.8
作者：
J. Monaghan
通讯作者：
J. Monaghan
影响因子：
4.1
作者：
S. J. Cummins;M. Rudman
通讯作者：
S. J. Cummins;M. Rudman
DOI：
10.1016/s0045-7825(99)00054-7
发表时间：
1999-11
影响因子：
7.2
作者：
L. Oger;S. Savage
通讯作者：
L. Oger;S. Savage