matlab代码实现sph溃坝模拟

以下是一个简单的MATLAB代码实现SPH溃坝模拟的示例：

% SPH溃坝模拟

% 初始化参数
h = 0.1; % 平滑核半径
rho0 = 1000; % 初始密度
c0 = 20; % 声速
g = 9.8; % 重力加速度
dt = 0.001; % 时间步长
duration = 2; % 模拟时间
numParticles = 1000; % 粒子数量

% 创建粒子
particles = struct('x', {}, 'y', {}, 'vx', {}, 'vy', {}, 'rho', {}, 'P', {});
for i = 1:numParticles
    particles(i).x = rand() * 10;
    particles(i).y = rand() * 10;
    particles(i).vx = 0;
    particles(i).vy = 0;
    particles(i).rho = rho0;
    particles(i).P = 0;
end

% 模拟主循环
for t = 0:dt:duration
    % 更新粒子的密度和压力
    for i = 1:numParticles
        particles(i).rho = rho0;
        particles(i).P = c0^2 * (particles(i).rho / rho0 - 1);
        for j = 1:numParticles
            r = sqrt((particles(i).x - particles(j).x)^2 + (particles(i).y - particles(j).y)^2);
            if r < h
                particles(i).rho = particles(i).rho + particles(j).m * poly6Kernel(r, h);
            end
        end
        particles(i).P = c0^2 * (particles(i).rho / rho0 - 1);
    end
    
    % 更新粒子的速度和位置
    for i = 1:numParticles
        particles(i).ax = 0;
        particles(i).ay = 0;
        for j = 1:numParticles
            r = sqrt((particles(i).x - particles(j).x)^2 + (particles(i).y - particles(j).y)^2);
            if r < h
                particles(i).ax = particles(i).ax - particles(j).m * (particles(i).P / particles(i).rho^2 + particles(j).P / particles(j).rho^2) * spikyKernelGradient(r, h) / 2;
                particles(i).ay = particles(i).ay - particles(j).m * (particles(i).P / particles(i).rho^2 + particles(j).P / particles(j).rho^2) * spikyKernelGradient(r, h) / 2;
            end
        end
        particles(i).vx = particles(i).vx + particles(i).ax * dt;
        particles(i).vy = particles(i).vy + particles(i).ay * dt;
        particles(i).x = particles(i).x + particles(i).vx * dt;
        particles(i).y = particles(i).y + particles(i).vy * dt;
    end
    
    % 绘制粒子
    clf;
    hold on;
    for i = 1:numParticles
        plot(particles(i).x, particles(i).y, 'bo');
    end
    hold off;
    axis([0, 10, 0, 10]);
    drawnow;
end

% 平滑核函数
function w = poly6Kernel(r, h)
    if 0 <= r && r <= h
        w = (315 / (64 * pi * h^9)) * (h^2 - r^2)^3;
    else
        w = 0;
    end
end

% 平滑核梯度函数
function dw = spikyKernelGradient(r, h)
    if 0 <= r && r <= h
        dw = (-45 / (pi * h^6)) * (h - r)^2;
    else
        dw = 0;
    end
end

这个代码实现了一个简单的SPH溃坝模拟。它通过在二维空间中创建一组粒子，并使用SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics，平滑粒子流体动力学）方法来模拟粒子的运动和相互作用。粒子的密度和压力根据周围粒子的位置和密度进行更新，然后根据压力梯度计算加速度，最后根据加速度更新速度和位置。

在模拟过程中，每个时间步长内的粒子状态将被计算和更新，然后绘制出粒子的位置。这样，你可以观察到溃坝模拟的动态变化。

请注意，这只是一个简单的示例代码，可能需要根据你的具体需求进行修改和扩展。