2、计算流体动力学在游泳模拟中的应用进展

计算流体动力学在游泳模拟中的应用进展

1. 流体模拟方法

在游泳模拟中，不同的流体模拟方法各有优劣。为了对人体俯卧滑行姿势周围的边界层进行精确建模和渲染光滑表面界面，需要高分辨率网格。

• 基于网格的浸没边界法 ：适用于复杂的浸没移动几何边界，常用于模拟水下动物和人类游泳。例如在模拟鱼类鳍、水母、带状鱼以及人类海豚踢等情况时会用到。
• 基于动量交换的浸没边界 - 格子玻尔兹曼方法（MEIB - LBM） ：用于模拟水母游泳。
• SPH 基于粒子的流体方法 ：非常适合水表面建模，包括液滴飞溅和双向固 - 液耦合。不过，该方法在游泳模拟中的应用相对较少，主要用于海豚、鲨鱼、鳟鱼和人类游泳的模拟。它通过大压力梯度力近似不可压缩性，计算成本较高。
• 混合半拉格朗日稳定流体方法 ：作为一种折中的方法，具有无条件稳定性，但会增加数值阻尼。它结合了基于网格和半拉格朗日方法，可用于模拟游泳的水母和人类游泳。

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方法名称	适用场景	优点	缺点
基于网格的浸没边界法	复杂浸没移动几何边界，如水下动物和人类游泳	能处理复杂边界	-