[发明专利]简化的光滑粒子流体动力学

权利要求书

1.在非临时性计算机可读存储介质中，在其中存储了代表能由编程的处理器执行的用于光滑粒子流体动力学的指令的数据，该存储介质包括用于以下步骤的指令：

将仿真空间划分为单元；

将流体粒子分配给这些单元；

为每个具有至少一个流体粒子的单元创建虚拟粒子，所述虚拟粒子是从各自单元的流体粒子中创建的；

确定每个虚拟粒子的质量；

根据相邻单元的虚拟粒子以及该流体粒子的单元的粒子确定每个流体粒子的周围的密度；以及

作为流体粒子的密度和虚拟粒子的密度的函数来平流输送流体粒子。

2.根据权利要求1的非临时性计算机可读存储介质，其中划分和分配包括定义被分组到所述单元中的流体粒子的三维分布。

3.根据权利要求1的非临时性计算机可读存储介质，其中创建虚拟粒子包括作为各自单元中的流体粒子的位置的平均值而计算每个虚拟粒子的位置。

4.根据权利要求1的非临时性计算机可读存储介质，其中创建虚拟粒子包括计算每个虚拟粒子的半径以包括各自单元的所有流体粒子。

5.根据权利要求1的非临时性计算机可读存储介质，其中确定质量包括作为该虚拟粒子的密度的函数来计算每个虚拟粒子的质量。

6.根据权利要求1的非临时性计算机可读存储介质，其中确定每个虚拟粒子的质量包括仅从各自单元中的流体粒子来确定密度和体积。

7.根据权利要求1的非临时性计算机可读存储介质，其中确定每个流体粒子的密度包括计算来自同一单元中的流体粒子的贡献而不是来自其它单元的流体粒子的单独的贡献，并且计算来自相邻单元的虚拟粒子的贡献而不是来自所述流体粒子的单元的虚拟粒子的贡献。

8.根据权利要求1的非临时性计算机可读存储介质，其中平流输送包括计算每个流体粒子的压力，所述压力基于该单元的流体粒子的密度以及相邻单元的虚拟粒子的密度。

9.根据权利要求1的非临时性计算机可读存储介质，其中平流输送包括计算每个流体粒子的粘度力，所述粘度力基于该单元的流体粒子的密度以及相邻单元的质心粒子的密度。

10.根据权利要求1的非临时性计算机可读存储介质，其中平流输送包括作为力的函数来确定流体粒子的速度和位置，所述力是流体粒子的密度和虚拟粒子的密度的函数。

11.根据权利要求1的非临时性计算机可读存储介质，其中分配、创建、确定质量、确定流体粒子的密度以及平流输送被重复以对流体流动进行仿真。

12.根据权利要求1的非临时性计算机可读存储介质，其中平流输送包括作为与边界关联的外部力的函数而进行的平流输送。

13.一种用于光滑粒子流体动力学的方法，该方法包括：

利用处理器将体积划分为子体积；

用流体粒子来填充这些子体积；

确定虚拟粒子以代表每个子体积的流体粒子；以及

基于与流体粒子相同的子体积中的流体粒子以及邻近子体积的虚拟粒子来计算每一个流体粒子的力，该计算不基于邻近子体积的单个流体粒子。

14.根据权利要求13的方法，其中计算包括在没有来自非邻近子体积的贡献的情况下计算针对流体粒子的力。

15.根据权利要求13的方法，其中计算包括计算虚拟粒子的虚拟力作为代表各自单元内的力，并且在存在来自邻近子体积中的流体粒子的贡献的情况下计算针对每个流体粒子的力作为对应的虚拟力。

16.根据权利要求13的方法，其中确定包括：

计算每个虚拟粒子的位置作为各自子体积中的仅流体粒子的位置的平均值；

计算每个虚拟粒子的半径以包括各自子体积的所有流体粒子；

仅从各自子体积的流体粒子来计算每个虚拟粒子的密度；以及

作为该虚拟粒子的密度的函数来计算每个虚拟粒子的质量。

17.根据权利要求13的方法，其中计算力包括：

计算针对每个流体粒子的压力，该压力基于子体积的流体粒子的密度以及邻近子体积的虚拟粒子的密度；

计算针对每个流体粒子的粘度力，该粘度力基于所述子体积的流体粒子的密度以及邻近子体积的虚拟粒子的密度。