剪切变稀型SPH非牛顿流体的预测-校正方法

发布时间：2018-04-03 05:22

  本文选题：基于物理的动画　切入点：流体仿真　出处：《计算机辅助设计与图形学学报》2017年05期

【摘要】：对非牛顿流体的模拟一直是基于物理的流体模拟技术的研究难点.为解决SPH流体模拟中非牛顿流体粒子凝聚成团导致断层现象,提出一种针对剪切变稀型非牛顿流体的预测-校正方法.首先使用Cross模型对流体进行统一建模;然后计算每个流体粒子受到的除了压强力以外的其他力,以此获得中间速度;最后通过求解每个流体粒子的压强系数满足流体的不可压缩性,实现密度校正.为了提高计算速度,该方法使用全局动态时间步长.实验结果表明,文中方法实现了牛顿流体和剪切变稀型非牛顿流体的统一建模,解决了断层问题;相比于无校正方法,其能够在更大的时间步长下稳定运行.
[Abstract]:Simulation of non-Newtonian fluids is always a difficult point in physics-based fluid simulation technology.In order to solve the fault phenomenon caused by the particle aggregation of non-Newtonian fluid simulated by SPH fluid, a predictive correction method for shear-thinning non-Newtonian fluid is proposed.The Cross model is first used to model the fluid uniformly, and then the intermediate velocity is obtained by calculating the forces on each fluid particle other than the pressure force.Finally, density correction is realized by solving the pressure coefficient of each fluid particle to satisfy the incompressibility of the fluid.In order to improve the computation speed, the global dynamic time step is used.The experimental results show that the unified modeling of Newtonian fluid and shear-thinning non-Newtonian fluid is realized and the fault problem is solved.
【作者单位】： 北京科技大学计算机与通信工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(61272357,61300074,61572075) 国家重点研发计划项目(2016YFB0700502,2016YFB1001404)
【分类号】：O373

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本文编号：1703816