程序特色

光滑粒子流体动力学

光滑粒子流体动力学(SPH)是一种拉格朗日粒子方法,其中连续介质被离散为拉格朗日粒子,其力学近似借助内核(通常是高斯函数)和粒子间的相互作用。 SPH是一种无网格方法,该方法的显著特征是其计算算法涉及多物理系统的通用抽象。 由于这种独特的功能,SPH可以用于流体力学和固体力学仿真的统一建模。

alternative

统一的多物理场建模

因为采用通用的数值离散方法,所有物理模型均采用SPH方法进行离散。 因此,实现了所有连续介质物理的整体耦合。

  • 流体动力学,包括多相流
  • 固体动力学,包括线性和薄结构模型
  • 流固耦合(FSI)
  • 耦合多体动力学(通过SIMBody库https://simtk.org)
  • 热力学,扩散和反应
  • 组织,肌肉和电生理建模
更多详情
alternative

多尺度材料模型

相当多的材料模型已在SPHinXsys中实现。 一个特殊的功能是实现材料特性颗粒级的变化。

  • 流体,包括弱可压缩流体(牛顿和Oldroy-B)和完全可压缩流体
  • 固体,包括线性弹性固体,具有Neo-Hookian模型和各向异性肌肉模型的非线性弹性固体
  • 扩散与反应模型
更多详情
alternative

数组的结构(SoA)

SPHinXsys使用数组结构(SoA),并引入了粒子排序。 由于缓存友好的设计,此类技术导致计算效率的显着提高。

  • 定义了一种新的广义粒子数据类,通过该类可以轻松添加任何基于方法的变量,而无需修改粒子类以提高数据重用性和效率。
  • 我们最近对包含复杂FSI和多体动力学的振荡浪涌转换器(OWSC)进行的波相互作用的数值模拟表明,借助新的数据结构, SPHinXsys不仅能够准确预测复杂的动力学,而且还显示出优化的性能。 通过CPU成本分析,并与商业软件包ANSYS FLUENT和其他基于SPH的求解器进行比较,展现了的优越计算性能。
更多详情