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Pressure boundary conditions for computing incompressible flows with SPH

机译：使用SPH计算不可压缩流量的压力边界条件

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In Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) methods for fluid flow, incompressibility may be imposed by a projection method with an artificial homogeneous Neumann boundary condition for the pressure Poisson equation. This is often inconsistent with physical conditions at solid walls and inflow and outflow boundaries. For this reason open-boundary flows have rarely been computed using SPH. In this work, we demonstrate that the artificial pressure boundary condition produces a numerical boundary layer that compromises the solution near boundaries. We resolve this problem by utilizing a " rotational pressure-correction scheme" with a consistent pressure boundary condition that relates the normal pressure gradient to the local vorticity. We show that this scheme computes the pressure and velocity accurately near open boundaries and solid objects, and extends the scope of SPH simulation beyond the usual periodic boundary conditions.
机译：在用于流体流动的平滑粒子流体动力学（SPH）方法中，不可压缩性可以通过具有压力泊松方程的人工均质Neumann边界条件的投影方法施加。这通常与固体壁以及流入和流出边界的物理条件不一致。因此，很少使用SPH计算开放边界流。在这项工作中，我们证明了人工压力边界条件产生了一个数值边界层，该边界层损害了边界附近的解。我们通过利用“旋转压力校正方案”来解决该问题，该方案具有使法向压力梯度与局部涡旋相关的一致压力边界条件。我们表明，该方案可精确计算开放边界和固体物体附近的压力和速度，并将SPH模拟的范围扩展到通常的周期性边界条件之外。

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