[发明专利]基于SPH方法的多组分固体和流体模拟方法及系统

摘要

本发明公开一种基于SPH方法的多组分固体和流体模拟方法及系统，能模拟固体，多组分流体，固体和多组分流体的耦合，多孔介质流以及溶解。方法包括：将多组分流体的动量守恒公式中加入固体的偏应力张量的散度部分，保留压强部分，计算每个粒子的整体压强；利用标准的多组分流体计算方法更新体积分数，根据空间中固体和流体的体积分数以及相对速度计算出每个粒子所有组分的速度梯度；根据所述速度梯度利用固体的本构方程计算固体的偏应力张量，并根据屈服准则修正所述偏应力张量；利用固体的体积分数修正所述偏应力张量；计算不同粒子之间的粘滞力大小；根据所述偏应力张量和粘滞力大小，利用所述动量守恒公式进行多组分物理模拟。

主权项

1.一种基于SPH方法的多组分固体和流体模拟方法，其特征在于，包括：S1、将多组分流体的动量守恒公式中加入固体的偏应力张量的散度部分，保留压强部分，并计算每个粒子的整体压强；S2、更新空间中固体和流体的体积分数，根据空间中固体和流体的体积分数以及相对速度计算出每个粒子的各个组分的速度梯度；S3、根据所述速度梯度利用固体的本构方程计算固体的偏应力张量，并根据屈服准则修正所述偏应力张量；S4、利用固体的体积分数修正所述偏应力张量；S5、计算不同粒子之间的黏滞力大小；S6、根据所述偏应力张量和黏滞力大小，利用所述动量守恒公式进行多组分物理模拟；所述S4，包括：对于步骤S3得到的固体独有的偏应力张量，通过体积分数的加权平均得到SPH粒子的偏应力张量；对于溶解的模拟，本方法修改了扩散方程，使得扩散方程中溶质的浓度不会超过饱和浓度，并且对于速度梯度的加权平均的方式，本方法也设置为：当固体的体积分数小于饱和浓度的时候，其对应的加权系数为零。