本项目将系统地改进多边形边界条件，从而提高流体与复杂边界耦合模拟的精度。基于我们所提出的边界粒子生成法，本项目的研究内容主要划分为以下三部分：压力泊松方程的改进研究、高阶精度压力梯度模型改进研究、高效移动边界模型开发。 首先，中文对压力泊松方程进行改进。压力泊松方程是纳维斯托克斯方程离散格式的计算核心，直接决定了流体的压力分布，精确的压力分布对于准确计算边界压力具有重要作用。因此，本项目将基于MPS法中改进的压力泊松方程，替换粒子边界为多边形边界条件，推导出新的流体粒子与多边形边界的贡献模型。应用新的贡献模型改进流体粒子压力分布，以期提高汽车发动机中复杂边界的压力计算精度。 其次，针对压力梯度模型进行改进。压力梯度模型计算流体粒子在该时刻的位移。流体粒子的位移向量对下一时刻压力泊松方程的计算产生影响。因此压力梯度模型的改进将进一步提高压力计算精度，对改进压力分布起到积极作用。因此本项目将系统分析MPS与SPH法中的高阶精度压力梯度模型，尤其是边界模型，结合诺伊曼边界条件，推导出多边形边界条件下的高阶精度压力梯度模型，进一步改进汽车发动机的压力计算，提高模拟精度。 最后，针对浮体模型进行系统改进。移动边界模型与静止边界模型差别巨大。静止边界模型，时间步长由流体粒子运动速度决定。移动边界条件下，时间步长同时受到边界模型速度的影响。同时边界条件也要考虑流体作用力的影响，边界运动与流体运动会造成较大的压力震荡，影响模拟精度。本项目将以浮体运动理论为基础，应用MPS与SPH的离散格式推导出新的边界浮体模型。同时开发边界浮体信息存储机制，将复杂边界浮体信息转化到背景网格点信息中，开发一种高效边界运动模型，从而提高汽车发动机运拟的精度与效率。

黑龙江大学

该项目为储备库项目资源，暂无效益分析内容。