溃坝流是水利工程中常见的一种自由表面流动问题,准确模拟溃坝流问题具有重要的工程意义.B样条物质点法(BSMPM)作为一种物质点法(material point method, MPM)的改进算法,其提高了物质点的计算精度和收敛性,且在自由表面流动问题中有独...溃坝流是水利工程中常见的一种自由表面流动问题,准确模拟溃坝流问题具有重要的工程意义.B样条物质点法(BSMPM)作为一种物质点法(material point method, MPM)的改进算法,其提高了物质点的计算精度和收敛性,且在自由表面流动问题中有独特的算法优势.基于B样条物质点法,通过引入人工状态方程,发展了一种弱可压缩B样条物质点法(WC-BSMPM);开展溃坝流问题的模拟研究,分析B样条插值基函数阶数对模拟结果的影响.结果表明:模拟所得流体波前位置、波前流速及给定位置处的高程变化与已有实验结果吻合较好;同时,随着B样条基函数阶数的增加,模拟结果与试验结果吻合度逐渐提高.随着基函数阶数的增加,计算耗时呈约1.5倍增长;不同阶次B样条物质点法的计算耗时随背景网格尺寸的增长率基本一致,约呈线性增长.验证了弱可压缩B样条物质点法模拟溃坝流问题的有效性,为模拟溃坝流问题提供了一种新的思路和方法.展开更多
文摘溃坝流是水利工程中常见的一种自由表面流动问题,准确模拟溃坝流问题具有重要的工程意义.B样条物质点法(BSMPM)作为一种物质点法(material point method, MPM)的改进算法,其提高了物质点的计算精度和收敛性,且在自由表面流动问题中有独特的算法优势.基于B样条物质点法,通过引入人工状态方程,发展了一种弱可压缩B样条物质点法(WC-BSMPM);开展溃坝流问题的模拟研究,分析B样条插值基函数阶数对模拟结果的影响.结果表明:模拟所得流体波前位置、波前流速及给定位置处的高程变化与已有实验结果吻合较好;同时,随着B样条基函数阶数的增加,模拟结果与试验结果吻合度逐渐提高.随着基函数阶数的增加,计算耗时呈约1.5倍增长;不同阶次B样条物质点法的计算耗时随背景网格尺寸的增长率基本一致,约呈线性增长.验证了弱可压缩B样条物质点法模拟溃坝流问题的有效性,为模拟溃坝流问题提供了一种新的思路和方法.
