在光滑粒子法中,用下面的積分式來表示任意函式A在ra處的值:
(1)
其中的函式W稱為核函式,h為光滑長度。把積分域離散成有限個粒子,每個粒子的體積為
(2)
其中分子分母分別表示粒子的質量和密度,於是(1)式可以離散成求和的形式:
(3)
其中a、b表示粒子。
函式A的一階導數則用下式表示:
(4)
(3)和(4)是光滑粒子法的基本式,利用這兩個式子,可以把物理問題對應的控制方程離散成數值方程,然後進行數值求解。
光滑粒子法最早是用於處理天體物理問題,由Lucy(1977)和Gingold & Monaghan(1977)相互獨立地提出。之後,光滑粒子法得到迅速發展,被套用到許多領域。
[1] 光滑粒子法,英文為“Smoothed Particle Hydrodynamics Method”,簡稱“SPH method”。 關於“Smoothed Particle Hydrodynamics”的中文名,文獻中另有多種譯法,如“光滑粒子流體動力學”、“光滑粒子動力學”、“光滑質點流體力學”和“光滑質點水動力學”等。
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