许爱国，陈 杰，宋家辉，陈大伟，陈志华

(1. 北京应用物理与计算数学研究所，北京 100088；2. 北京大学 应用物理与技术研究中心和高能量密度物理数值模拟教育部重点实验室，北京 100871；3. 北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081；4. 南京理工大学 瞬态物理国家重点实验室，南京 210094；5. 北京理工大学 宇航学院，北京 100081)

0 引 言

在自然界和工程技术领域存在着大量形式各异的多相复杂流动，例如超新星爆发、岩土矿石开采中的多孔介质流动、石油开采中原油在运输管道中的运输、航空发动机中的气液燃烧、武器物理、惯性约束核聚变，等等。多相复杂流动研究具有重要的基础与现实意义。

多相复杂流动系统研究，需要不同层次、不同视角的方法和认识。目前，在微观、介观和宏观层面都有相应的描述方法。在微观层面，主要建模和模拟方法是分子动力学（Molecular Dynamics, MD）[1-8]，其中分子间作用势的构建是模型构建的关键，分子间作用势有效半径的选取是模拟过程中的关键。有效半径的选取，以满足需求且最小为最佳原则，一般通过模拟结果拟合已知的关键物性参数，根据模拟结果的合理性来判断。MD的优点是提供的信息完备，但缺点是能够模拟的时间和空间尺度有限，目前主要用于一些分子、原子层次的机理研究[9]。宏观模型主要是指基于纳维-斯托克斯（Navier-Stokes，NS）方程的各类多相流模型，模拟方法以传统计算流体力学方法为主[10-11]，近年来，光滑粒子方法、格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method, LBM）等得到了快速发展和广泛应用[12-13]。……