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Numerical simulations of impact flows with incompressible smoothed particle hydrodynamics

机译：具有不可压缩的光滑粒子流体动力学的冲击流的数值模拟

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A 2D incompressible smoothed particle hydrodynamics (SPH) method is implemented to simulate the impact flows associated with complex free surface. In the incompressible SPH framework, pressure Poisson equation (PPE) based on the projection method is solved using a semi-implicit scheme to evaluate the correct pressure distribution. In this procedure, the PPE comprises the divergence-free velocity condition and density-invariance condition with a relaxation parameter. To test the accuracy and efficiency of the proposed incompressible SPH method, it was applied to several sample problems with largely distorted free surface, including 2D dam-break over horizontal and inclined planes with different inclination angles, as well as the water entry of a circular cylinder into a tank. We mainly focused on the time history of impact pressure on various positions of the solid boundary and temporal evolution of free surface profiles. The results showed reasonably good agreement with experimental data. However, further improvement is needed for extremely high impact flow.
机译：实施了二维不可压缩的平滑粒子流体动力学（SPH）方法，以模拟与复杂自由表面相关的冲击流。在不可压缩的SPH框架中，使用半隐式方案求解基于投影方法的压力泊松方程（PPE），以评估正确的压力分布。在此过程中，PPE包括具有松弛参数的无散度速度条件和密度不变条件。为了测试所提出的不可压缩SPH方法的准确性和效率，将其应用于几个自由曲面严重变形的示例问题，包括在具有不同倾斜角度的水平面和倾斜平面上的二维水坝破裂以及圆形水的进入缸进入坦克。我们主要关注固体边界各个位置上的冲击压力的时间历程以及自由表面轮廓的时间演变。结果表明与实验数据相当吻合。但是，对于极高的冲击流还需要进一步的改进。

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