光滑质点流体动力学(Soomthed Particle Hydrodynamics,SHP)

光滑质点流体动力学(Soomthed Particle Hydrodynamics,SHP)

1. 流体力学三大研究手段

• 理论分析——分析基础，以经典力学基本原理，建立流体力学基本方程。

• 科学试验——实验模拟+现场原型观测，具有较高的权威性。

• • 数值模拟——采用数值方法离散流体力学方程组，通过计算机模拟流体的运动，即，计算流体力学(CFD)，近些年发展十分迅速。

2. CFD求解一般过程

• 根据观测到的物理现象建立数学模型，这些数学模型一般有两种组成：控制方程和边界条件。

• 将这些控制方程离散化，一般由两个步骤的离散组成：区域的离散和方程的离散。

• 在计算机上求解这些离散化的方程。

3. 无网格计算方法

　　无网格方法(Mesh或Meshless)是一种新的计算方法，这种计算方法在某些方面要优于传统的网格方法，其关键思想是用一组任意分布的节点（或粒子）对求解域进行离散。无网格中的节点或粒子，严格来说，其实也是属于某种网格。换而言之，无网格计算方法从某种意义上说，并不是不需要网格，而是指计算精度和网格的关系不再像传统的有网格方法那么密切，或者说无网格方法中的节点或粒子不想网格方法中的节点或离子，相互之间需要那么以来网格作为计算媒介。无网格方法极大地克服了传统欧拉网格中的空网格问题，以及传统拉格朗日网格中的网格扭曲问题，因此无网格方法在处理自由曲面、年模型边界等方面由无可比拟的优势。

4. 光滑指点流体动力学

　　光滑质点流体动力学(Soomthed Particle Hydrodynamics,SHP)

　　SHP是一种无网格方法，由Gingold和Monaghan在1977年提出，SPH最初用于模拟三维开放空间的天体物理问题；从上世纪90年代初开始，SPH方法逐渐应用在计算流体力学（CFD）和计算固体力学（CSM）中领域获得广泛应用。Monaghan、Morris、Kocharyan、Benz、Asphaug等人都是这些领域的开创者，他们采用SPH方法模拟了多相流、磁流体动力学、多孔介质流、断裂损伤、金属成形、固体告诉碰撞等问题。SPH是一种基于拉格朗日描述的 计算方法，这种方法通过核函数插值将连续的场离散成一个个质点，通过追踪一个个质点的运动轨迹，模拟整个场的力学现象。因此，SPH特别适合模拟自由边界的力学问题。