表面张力驱动界面流动的数值模拟中的高精度高效率模型

表面张力作用在液体界面上，并使界面面积趋于最小。近年来，光滑粒子动力学方法（Smoothed Particle Hydrodynamics）已经被应用于界面问题的研究。目前，适用于光滑粒子动力学方法的表面张力模型分成两类。一类是基于粒子问相互作用的模型，包括范德瓦尔斯模型和Tartakovsky提出的模型。另一类是Morris和Hu等提出的基于颜色函数的连续表面力模型。这些模型都很好地模拟了表面张力。然而，这些模型都存在一些问题：第一类模型不能事先指定表面张力系数，必须通过拉普拉斯公式进行标定；第二类不能准确计算表面曲率。本文提出了一个新的高精度高效率的表面张力模型，并将其应用到表面张力驱动的界面流动问题的数值模拟。该模型基于从界面粒子进行界面重构的思想，可以准确地求解界面法向量和界面曲率，从而给定表面张力。