基于表面力模型的液滴冲击弹性基底SPH模拟

摘要：

采用光滑粒子动力学SPH方法建立液滴冲击弹性基底的流固耦合数值模型,给出描述粘性流体和弹性固体运动的SPH离散方程和数值处理格式,引入人工耗散项来抑制标准SPH方法的数值震荡.为模拟液滴的表面张力效应,通过精确检测边界粒子,采用拉格朗日插值方法计算表面法向量和曲率,结合界面理论中的连续表面力CSF方法,建立了适用于自由表面液滴的表面力模型,方形液滴变形的模拟结果与拉普拉斯理论解吻合较好.随后,采用SPH流固耦合模型模拟1.0mm直径水滴以不同速度(0.2m/s～3.0m/s)冲击两种薄板型基底,分析了基底弹性变形对液滴铺展、收缩以及回弹行为的影响.

关键词：SPH数值算法、自由表面液滴、流固耦合、弹性基底

所属期刊栏目：37

分类号：O39(应用力学)

资助基金：国家自然科学基金;山东省自然科学基金

在线出版日期：2020-09-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：486-495