介观尺度多相流动的光滑粒子动力学模拟

介观尺度多相流动涉及复杂的流体动力学特征，能导致流体及所携带化学物质的快速迁移。实验研究因为实验条件的限制很难还原真实的流动状况。而传统的数值模型一般基于连续介质力学的网格方法，往往采用粗粒化的本构方程，计算结果可靠性不足。光滑粒子动力学SPH方法是一种拉格郎日型无网格粒子方法，已经成功地应用到了工程和科学的各个领域。然而现有的SPH方法还不能够用以模拟介观尺度多相流动，需要在算法上做出特殊处理或改进才能模拟自由表面和运动界面等多相运动特征，大密度比和粘度比等介质差异，以及介观尺度下的物理、力学及几何特征。本项目旨在：1）研究和改进SPH方法，建立SPH方法模拟介观尺度多相流动的理论和方法体系；2）研究和改进新的边界处理技术，从而使SPH方法能够模拟复杂区域的多相流动问题；3）分析粘性力、表面张力以及毛细力等对介观尺度多相流动形态的影响，揭示介观尺度多相流动界面接触动力学特征和机理。