Incompressible material point method for free surface flow

自由面 离散化 压缩性 不可压缩流 数学分析 数学 动量(技术分析) 泊松方程 速度势 流量(数学) 矢量场 经典力学 边值问题 机械 物理 几何学 经济 财务
作者
Fan Zhang,Xiong Zhang,K. Y. Sze,Yuan Lian,Yan Liu
出处
期刊:Journal of Computational Physics [Elsevier BV]
卷期号:330: 92-110 被引量:83
标识
DOI:10.1016/j.jcp.2016.10.064
摘要

To overcome the shortcomings of the weakly compressible material point method (WCMPM) for modeling the free surface flow problems, an incompressible material point method (iMPM) is proposed based on operator splitting technique which splits the solution of momentum equation into two steps. An intermediate velocity field is first obtained by solving the momentum equations ignoring the pressure gradient term, and then the intermediate velocity field is corrected by the pressure term to obtain a divergence-free velocity field. A level set function which represents the signed distance to free surface is used to track the free surface and apply the pressure boundary conditions. Moreover, an hourglass damping is introduced to suppress the spurious velocity modes which are caused by the discretization of the cell center velocity divergence from the grid vertexes velocities when solving pressure Poisson equations. Numerical examples including dam break, oscillation of a cubic liquid drop and a droplet impact into deep pool show that the proposed incompressible material point method is much more accurate and efficient than the weakly compressible material point method in solving free surface flow problems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Archer发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
Shirley发布了新的文献求助10
2秒前
黄艳杰发布了新的文献求助10
2秒前
义气MI猴桃完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
6秒前
sm发布了新的文献求助10
6秒前
Lucas应助Shirley采纳,获得10
7秒前
9秒前
香蕉觅云应助孤独盼望采纳,获得10
9秒前
沉默毛巾完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
喻喻喻同志完成签到 ,获得积分10
11秒前
yd发布了新的文献求助10
11秒前
sisi发布了新的文献求助10
11秒前
络桵完成签到,获得积分10
14秒前
天选完成签到 ,获得积分10
14秒前
打打应助Archer采纳,获得10
14秒前
科研通AI6.4应助JC采纳,获得10
15秒前
15秒前
bkagyin应助xiaoyu采纳,获得10
16秒前
张志恒发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
浮浮世世应助科研通管家采纳,获得30
18秒前
18秒前
arniu2008应助科研通管家采纳,获得60
18秒前
三水应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
Akim应助sm采纳,获得10
19秒前
strike应助科研通管家采纳,获得20
19秒前
无忧应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
无忧应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
19秒前
嘉琳完成签到 ,获得积分10
19秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
19秒前
高分求助中
Psychopathic Traits and Quality of Prison Life 1000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 660
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6451870
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8263655
关于积分的说明 17609006
捐赠科研通 5516547
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2903799
邀请新用户注册赠送积分活动 1880790
关于科研通互助平台的介绍 1722669