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基于光滑粒子流体动力学的壁泉实时仿真算法研究与实现的中期报告
此次中期报告主要介绍基于光滑粒子流体动力学(SmoothedParticleHydrodynamics,SPH)的壁泉实时仿真算法研究与实现的进展情况。
一、研究背景及意义
壁泉是指液体流过几何体时形成的湍流现象，广泛应用于众多领域，如航空航天、汽车工程、海洋工程等。壁泉模拟可以帮助工程师预测壁泉产生的阻力和噪音等影响因素，优化设计方案，提高设计质量，减小成本。
SPH方法是一种用于流体仿真的数值方法，其优点是对流体边界具有良好的适应性，能够自然地处理多相流，且可以处理任意形状的流体边界。因此，将SPH方法应用于壁泉流模拟，可以更准确地模拟壁泉流动现象。
二、研究内容及进展情况
本次研究采用基于SPH方法的壁泉实时仿真算法，主要研究内容包括：
1.实现SPH方法的数值计算；
2.构建施加外部孔内压力的壁面，引入压力释放机制，实现壁泉相互作用；
3.优化SPH算法中的参数，保证模拟的精确性和稳定性；
4.使用CUDA并行计算，实现实时壁泉仿真。
目前，研究已完成SPH算法的实现，并成功模拟了水流通过一个圆柱体时的壁泉流现象。同时，进行了一系列的数值实验，验证了算法的准确性和稳定性。
三、下一步工作
未来的研究工作将围绕以下方面展开：
1.扩展SPH算法，实现多相流模拟；
2.细化壁面网格，提高模拟精度；
3.使用机器学习优化模拟参数，加速模拟过程；
4.扩展模拟场景，应用于航空航天、汽车和海洋工程领域。
四、结论
本次研究基于SPH方法，实现了壁泉流现象的实时仿真。未来的研究将进一步拓展应用场景，并考虑与其它数值方法的融合，提高模拟的精度和效率。