一种固壁边界附近流体粒子的处理方法、系统及介质与流程

本发明涉及模拟仿真，尤其涉及一种固壁边界附近流体粒子的处理方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、光滑粒子流体动力学通常用于模拟具有高速、剧烈冲击、大变形的自由表面流动问题，但在实际模拟仿真应用中，由于光滑粒子流体动力学的无网格性质，在进行模拟仿真时出现边界核截断问题，即固壁边界条件问题，导致模拟仿真准确率不高；针对固壁边界条件问题提出多种解决方法，但现有解决方法的模拟仿真准确率不高。

技术实现思路

1、本发明实施例的主要目的是提供一种固壁边界附近流体粒子的处理方法、系统、电子设备及存储介质，能够在一定程度上解决上述技术问题中的一个或多个。

2、为实现上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种固壁边界附近流体粒子的处理方法，所述方法包括：

3、获取待处理的流体粒子以及所述待处理的流体粒子对应的固壁边界，根据所述固壁边界和第一预设参数确定搜索域；

4、根据所述待处理的流体粒子和所述搜索域进行搜索，确定邻域粒子集；

5、根据所述待处理的流体粒子和所述邻域粒子集进行计算，得到粒子之间的相互作用力，对所述粒子之间的相互作用力进行处理，得到目标作用力合力；其中，所述目标作用力合力作用于所述待处理的流体粒子。

6、在一些实施例中，所述根据所述待处理的流体粒子和所述搜索域进行搜索，确定邻域粒子集，具体包括：

7、根据第一预设距离对所述搜索域进行网格划分，得到若干个搜索网格；其中，每个所述搜索网格中包含有若干个粒子；

8、根据所述待处理的流体粒子确定第一位置信息，根据所述第一位置信息与若干个所述搜索网格进行计算，得到若干个邻域网格；对于每个所述邻域网格，根据所述邻域网格确定粒子位置信息集；

9、根据所述第一位置信息与所述粒子位置信息集进行距离计算，得到第一距离集；并将所述第一距离集中的第一距离与所述第一预设距离进行比较；

10、若所述第一距离小于或等于所述第一预设距离，将所述第一距离对应的粒子标记为邻域粒子；否则，将所述粒子标记为非邻域粒子；根据所述邻域粒子得到邻域粒子集

11、在一些实施例中，所述根据所述待处理的流体粒子和所述邻域粒子集进行计算，得到粒子之间的相互作用力，具体包括：

12、对所述邻域粒子集中的邻域粒子进行标签识别，得到所述邻域粒子的粒子类型；

13、若所述粒子类型为流体粒子，将所述邻域粒子标记为第一粒子，根据第二预设距离、所述第一粒子与所述待处理的流体粒子进行计算，得到流体－流体粒子作用力，将所述流体－流体粒子作用力作为所述粒子之间的相互作用力；

14、若所述粒子类型为固壁边界粒子，将所述邻域粒子标记为第二粒子，根据第三预设距离、所述第二粒子与所述待处理的流体粒子进行计算，得到固壁边界－流体粒子作用力，将所述固壁边界－流体粒子作用力作为所述粒子之间的相互作用力。

15、在一些实施例中，所述根据第二预设距离、所述第一粒子与所述待处理的流体粒子进行计算，得到流体－流体粒子作用力，具体包括：

16、根据所述第一粒子与所述待处理的流体粒子进行计算，得到第二距离，将所述第二距离与所述第二预设距离进行比较；

17、若所述第二距离小于或等于所述第二预设距离，根据所述第一粒子与所述待处理的流体粒子进行动力学计算，得到所述流体－流体粒子作用力。

18、在一些实施例中，所述根据第三预设距离、所述第二粒子与所述待处理的流体粒子进行计算，得到固壁边界－流体粒子作用力，具体包括：

19、根据所述第二粒子与所述待处理的流体粒子进行计算，得到第三距离，将所述第三距离与所述第三预设距离进行比较；

20、若所述第三距离小于或等于所述第三预设距离，根据所述第二粒子与所述待处理的流体粒子进行动力学计算，得到所述固壁边界－流体粒子作用力。

21、在一些实施例中，所述对所述粒子之间的相互作用力进行处理，得到目标作用力合力，具体包括：

22、将所述粒子之间的相互作用力叠加到所述待处理的流体粒子，得到所述目标作用力合力；其中，所述粒子之间的相互作用力包括流体－流体粒子作用力和固壁边界－流体粒子作用力。

23、在一些实施例中，所述方法还包括：

24、根据所述固壁边界确定边界轮廓，根据第四预设距离对所述边界轮廓进行延伸，得到边界区域；根据预设密度在所述边界区域生成固壁边界粒子。

25、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种固壁边界附近流体粒子的处理系统，所述系统包括：

26、第一模块，用于获取待处理的流体粒子以及所述待处理的流体粒子对应的固壁边界，根据所述固壁边界和第一预设参数确定搜索域；

27、第二模块，用于根据所述待处理的流体粒子和所述搜索域进行搜索，确定邻域粒子集；

28、第三模块，用于根据所述待处理的流体粒子和所述邻域粒子集进行计算，得到粒子之间的相互作用力，对所述粒子之间的相互作用力进行处理，得到目标作用力合力；其中，所述目标作用力合力作用于所述待处理的流体粒子。

29、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前面所述的方法。

30、为实现上述目的，本申请实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前面所述的方法。

31、实施本发明实施例包括以下有益效果：本申请实施例提供一种固壁边界附近流体粒子的处理方法、系统、电子设备及存储介质，该方案通过获取待处理的流体粒子以及其对应的固壁边界，根据确定的固壁边界确定搜索域；根据所述待处理的流体粒子和确定的搜索域进行搜索，确定邻域粒子集；然后，根据待处理的流体粒子和邻域粒子集中各粒子进行计算，得到各邻域粒子与待处理的流体粒子之间的相互作用力；将邻域粒子与待处理的流体粒子之间按的相互作用力进行处理，得到作用于待处理的流体粒子上的目标作用力合力；根据流体粒子和邻域粒子之间的相互作用对流体粒子进行处理，通过作用力的叠加，使得粒子更接近边界，减少模拟仿真时的边界间隙，提高模拟仿真准确率。

技术特征：

1.一种固壁边界附近流体粒子的处理方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述根据所述待处理的流体粒子和所述搜索域进行搜索，确定邻域粒子集，具体包括：

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述根据所述待处理的流体粒子和所述邻域粒子集进行计算，得到粒子之间的相互作用力，具体包括：

4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述根据第二预设距离、所述第一粒子与所述待处理的流体粒子进行计算，得到流体－流体粒子作用力，具体包括：

5.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述根据第三预设距离、所述第二粒子与所述待处理的流体粒子进行计算，得到固壁边界－流体粒子作用力，具体包括：

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述对所述粒子之间的相互作用力进行处理，得到目标作用力合力，具体包括：

7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种固壁边界附近流体粒子的处理系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1-7任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种固壁边界附近流体粒子的处理方法、系统、电子设备及存储介质，该方案通过获取待处理的流体粒子以及其对应的固壁边界，根据确定的固壁边界确定搜索域；根据所述待处理的流体粒子和确定的搜索域进行搜索，确定邻域粒子集；然后，根据待处理的流体粒子和邻域粒子集中各粒子进行计算，得到各邻域粒子与待处理的流体粒子之间的相互作用力；对各邻域粒子与待处理的流体粒子之间的相互作用力进行处理，得到目标作用力合力；通过计算邻域粒子与待处理粒子间的作用力，并将粒子间的作用力叠加，使得流体粒子更加接近边界，减少边界间隙，提高模拟仿真准确率。本发明实施例可广泛应用于模拟仿真技术领域。

技术研发人员：龚三峡,张党生,乔沙林,李漠,陆寅,张文渊
受保护的技术使用者：成都大家液压机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/13