移动粒子半隐式方法

移动粒子半隐式方法（moving particle semi-implicit method; MPS method），工学-工程热物理及动力工程-工程热物理-多相流-﹝理论模型与数值方法﹞-﹝多相流数值方法﹞-粒子法，由日本学者在1996年提出，最早用于求解不可压缩流体自由表面流动问题的一种拉格朗日无网格方法。移动粒子半隐式方法（MPS）继承了光滑粒子动力学方法（SPH）的基本思想，流体被离散为一系列携带流体物性和质量、位置、速度等流动信息的粒子。控制方程的梯度、散度、拉普拉斯模型等空间导数项通过中心粒子与粒子作用半径范围内邻居粒子的相互作用来离散，对流项则通过粒子的拉格朗日运动计算，最终通过整个粒子系统的运动来模拟流体流动。与SPH不同，MPS的空间导数模型通过导数的物理意义经过加权平均而计算，不需要对核函数求导，因此其核函数只是一个形式简单的权重函数。此外，MPS采用半隐式方法解决压力与速度的耦合，即除压力项以外的其他项显式求解，得到粒子的临时位置和速度，之后通过压力泊松方程隐式求解压力项，并修正粒子的临时位置和速度，使得每个粒子回归初始的密度。