Basic Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) models exhibit excessive, numerical dissipation in the simulation of water wave propagation. This can be remedied using higher-order approaches such as kernel gradient correction, which introduce additional computational effort. The present work demonstrates, that the higher-order scheme is only required in a limited part of the water wave in order to obtain satisfying results. The criterion for distinguishing particles in need of special treatment from those that do not is motivated by water wave mechanics. Especially for deep water waves, the approach potentially spares large amounts of computational effort. The present paper also proposes a remedy for issues of the kernel gradient correction occurring at the free surface. Satisfying results for the proposed approach are shown for a standing wave in a basin and a progressive wave train in a long wave tank.


翻译:基础的光滑粒子流体动力学(SPH)模型在水波传播模拟中表现出过度的数值耗散。这一问题可通过高阶方法(如核梯度修正)来改善,但会引入额外的计算负担。本研究表明,为获得满意结果,仅需在水波的有限区域内应用高阶格式。区分需要特殊处理的粒子与无需处理的粒子的标准源于水波力学原理。尤其对于深水波,该方法可能显著节省计算资源。本文还提出了解决核梯度修正方法在自由表面处出现问题的改进方案。通过在盆地驻波和长波槽行进波列中的模拟,展示了所提方法取得的满意结果。

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