液滴冲击固体表面的光滑粒子动力学模拟

作者：马理强; 刘谋斌; 常建忠液滴冲击固体表面光滑粒子动力学表面张力

摘要：液滴冲击固体表面的现象广泛地存在于自然界和工业生产中，深入研究液滴冲击固体表面现象对环境工程、微纳米工程以及医药工程等领域有着十分重要的指导作用。该文采用光滑粒子动力学方法（SPH）对液滴冲击固体表面的现象进行了数值模拟。SPH方法是一种纯拉格朗日形式的无网格粒子方法，可以很容易的处理大变形、可变形边界、追踪自由表面以及运动界面。为了提高传统SPH方法的计算精度和数值稳定性，该文在传统SPH方法的基础上对粒子方法中的核梯度进行了修正，采用粒子间相互作用力的形式来模拟表面张力，应用改进的SPH方法对液滴冲击固体表面进行了数值模拟。计算结果表明，改进的SPH方法能够精细地描述液滴冲击固体表面所产生的铺展和飞溅等动力学特性，得到了稳定精确的结果，数值模拟结果与实验观察结果吻合较好。

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