一种新的流体自由表面张力模拟方法

在流体模拟中,为了真实、有效地捕捉流体自由表面的微观特征,表面张力的真实模拟十分重要。针对现有的处理表面张力的粒子间相互作用力(inter-particle interaction force,IIF)方法模拟流体表面张力存在的流体自由表面不光滑、计算效率低、模拟效果不稳定等问题,文章提出一种新的流体自由表面张力模拟方法。首先提出一种快速准确检测流体自由表面粒子方法;然后构造新的粒子间作用力模型和表面面积最小化修正项,对检测出的自由表面粒子进行表面张力模拟,减少不必要的计算量;最后对临近自由表面处的流体粒子进行密度修正,提高自由表面附近流体粒子密度的计算精度。仿真结果表明,与已有的方法相比,该文方法对表面张力的模拟效率更高、效果更好。