顾声龙　吴玉帅　解宏伟　袁晓伟

摘要：光滑粒子水动力学方法（SPH）是一种基于纯拉格朗日思想的无网格粒子方法，在众多科学和工程领域得到了初步应用。采用SPH方法对二维宽顶堰溢流进行了数值模拟，并利用机群进行并行计算来提高计算效率，将模拟数据与试验数据进行了对比。结果表明，SPH方法可以模拟出二维宽顶堰自由出流和淹沒出流时水流流态、水跌、回流区、水跃现象，计算出溢流流量、流速等水力参数，并且采用数据拟合得出与理论相符的断面流速分布图。结果表明了SPH方法可以较好模拟二维宽顶堰溢流中的流速分布以及水面曲线。

关键词：SPH；二维宽顶堰溢流；数值模拟；自由面计算；并行计算

中图分类号：TV652.1 文献标志码：A 文章编号：1672-1683（2017）00-0127-05

近年来SPH方法在自由表面流动模拟中取得了较大进展，能够模拟传统有网格算法较难处理的自由面翻卷破碎、液舱晃荡、流固耦合等现象，得益于其拉格朗日粒子特性；SPH方法中粒子不仅用于估算场变与近似控制方程，也代表介质系统，具有诸如密度、压力、速度、内能等宏观物理量，相当于物质点。SPH方法既具有了拉格朗日方法描述物质界面准确的优势，又兼备欧拉方法容易计算的长处。因此，SPH法已用来研究渍坝、自由表面流动、多相流等问题。

本文采用SPH方法来模拟二维宽顶堰溢流现象，利用宽顶堰溢流实验实测数据，采用集群并行计算方式，来研究SPH方法在宽顶堰自由出流和淹没出流水力特性方面的适用性及模拟的精度。……