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MPS（移動粒子半隱式）粒子法，可以實現(xiàn)不可壓縮流體流動分析，在包括：汽車、船舶、土木、食品、藥品等行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)過程中，都能提供有效的仿真分析手段。本文首先簡要地介紹了MPS法的數(shù)值過程和特點；接著介紹了基于MPS法的Particleworks軟件，在各行業(yè)的主要應(yīng)用場景。

這場由相場法引領(lǐng)的仿真革命，或?qū)⒅匦露x非常規(guī)油氣開采的底層邏輯——用數(shù)字孿生代替盲目試錯，用計算預(yù)見性取代經(jīng)驗不確定性。而我們，正站在這場技術(shù)范式轉(zhuǎn)移的臨界點上。

當(dāng)大粒子以一定的初始速度射入流體時，會沿著入射軌跡，能夠在曳力使它們減速之前行進(jìn)相當(dāng)長的距離。相反，較小的粒子將更快地匹配流體速度。當(dāng)它們散開時，很可能是由于周圍流體的湍流擴(kuò)散所致。 數(shù)值粒子追蹤仿真 在上一節(jié)中，很幸運我們由方程4 得到一個精確的解析解。精確解僅可能在引入許多簡化假設(shè)時得到，尤其是各處的流體速度 u 均為零。

Rocky 當(dāng)前與 Ansys Workbench 環(huán)境的集成能夠與Ansys Fluent和Ansys Mechanical耦合，分別用于計算流體動力學(xué) (CFD) 和有限元分析 (FEA) 仿真。Fluent 耦合使您能夠執(zhí)行多物理場建模以模擬流體如何影響粒子流，和/或粒子如何影響流體的流動。

大多數(shù)機械系統(tǒng)所考慮的流體通常會遇到飛濺/自由曲面/移動邊界的問題。 利用粒子法的CFD軟件，只需生成流體粒子就可以輕松解決。利用Meshless和GPU進(jìn)行高效的仿真。

HE[11]采用了光滑粒子流體動力學(xué)模擬方法，針對剛性短纖維增強聚合物復(fù)合材料的三維注射成型流動，研究了注射成型過程中的填充細(xì)節(jié)和纖維取向；WU 等[12]提出了基于平滑粒子動力學(xué)和離散單元法耦合的綜合粒子方法來預(yù)測離散短纖維的注射成型過程；周大鵬等[13]利用 EDEM-Fluent 耦合模型對噴砂噴嘴內(nèi)氣固兩相的運動狀態(tài)進(jìn)行模擬，分析了噴嘴收縮角、喉部半徑等因素對噴砂量的影響規(guī)律。

1.4.3 光滑粒子流體動力學(xué)（SPH，smoothed particle hydrodynamic）算法 光滑粒子流體動力學(xué)是一種無網(wǎng)格數(shù)值方法，用大量離散的光滑粒子的集合定義流體材料，從而通過插值離散化連續(xù)方程組。其理論核心為核函數(shù)，實質(zhì)是一定光滑長度范圍內(nèi)其他臨近粒子對研究粒子影響程度的權(quán)函數(shù)，如圖3所示。

計算流體動力學(xué)（Computational Fluid Dynamics,CFD）模擬是優(yōu)化血泵性能的有效手段，其模擬結(jié)果在實踐中得到了反復(fù)驗證。然而，在固相紅細(xì)胞粒子破碎損傷的區(qū)域，紅細(xì)胞粒子在不同時間和地點的運動、碰撞等動力學(xué)特征，僅靠CFD技術(shù)不可能實現(xiàn)技術(shù)突破。離散元法（Discrete Element Method，DEM）通過建立固體粒子系統(tǒng)的參數(shù)模型來分析和模擬粒子行為。

重力塔中的液滴過程 國產(chǎn)自主流體仿真軟件CFDProCFDPro為基于有限體積法求解單相流/多相流NS方程的計算流體動力學(xué)仿真軟件，采用Level Set界面追蹤方法、具備領(lǐng)先的湍流模型、豐富的相變模型，配置燃燒模型和反應(yīng)機理接口，更加適用于復(fù)雜的工程計算模擬分析。

如果粒子不是球形的，而是橢圓形的，那么使用另一個比例因子。對于具有一個或多個薄外殼且有不同介電常數(shù)值的粒子，例如生物細(xì)胞，也有眾所周知的介電泳力表達(dá)式。下面介紹的仿真 App 包括細(xì)胞膜的介電常數(shù)，它被表示為一個殼。介電殼的有效介電常數(shù)的設(shè)置窗口。 可能還有其他作用在粒子上的力，如流體曳力、重力、布朗運動力和靜電力。下面顯示的仿真 App 包括曳力、布朗運動和介電泳力的貢獻(xiàn)。

LS-DYNA中的顯式SPH求解功能非常適合求解涉及超高速撞擊、爆炸和其他瞬態(tài)事件等問題，但在涉及諸如涉水等較慢的流體流動仿真時仍需優(yōu)化。在此基礎(chǔ)之上，不可壓縮SPH (ISPH)功能是專門為處理諸如涉水、電機冷卻、齒輪潤滑等大型不可壓縮流體仿真而開發(fā)，它允許比通常的顯式SPH仿真更大的時間步長，同時避免了對流體不可壓縮性的妥協(xié)。

LS-DYNA中的顯式SPH求解功能非常適合求解涉及超高速撞擊、爆炸和其他瞬態(tài)事件等問題，但在涉及諸如涉水等較慢的流體流動仿真時仍需優(yōu)化。在此基礎(chǔ)之上，不可壓縮SPH (ISPH)功能是專門為處理諸如涉水、電機冷卻、齒輪潤滑等大型不可壓縮流體仿真而開發(fā)，它允許比通常的顯式SPH仿真更大的時間步長，同時避免了對流體不可壓縮性的妥協(xié)。

NeuroFluid（淺藍(lán)色）在三個測試集上關(guān)于流體粒子位置的反演結(jié)果，相比流體粒子仿真的有監(jiān)督模型DLF，NeuroFluid從圖像推理流體內(nèi)部狀態(tài)，明顯具有更好的準(zhǔn)確性圖4.

加速的船舶CFD仿真顯示速度動畫，使用NOGRID仿真得到的（來源：NOGRID）（來源：NOGRID） 3 DualSPHysics 這個軟件基于光滑粒子流體動力學(xué)方法，開發(fā)用于研究歐拉方法遇到困難的自由表面流動現(xiàn)象，諸如水波或潰壩對海洋結(jié)構(gòu)的影響。