移动粒子半隐式方法(MPS)继承了光滑粒子动力学方法(SPH)的基本思想,流体被离散为一系列携带流体物性和质量、位置、速度等流动信息的粒子。控制方程的梯度、散度、拉普拉斯模型等空间导数项通过中心粒子与粒子作用半径范围内邻居粒子的相互作用来离散,对流项则通过粒子的拉格朗日运动计算,最终通过整个粒子系统的运动来模拟流体流动。与SPH不同,MPS的空间导数模型通过导数的物理意义经过加权平均而计算,不需要对核函数求导,因此其核函数只是一个形式简单的权重函数。此外,MPS采用半隐式方法解决压力与速度的耦合,即除压力项以外的其他项显式求解,得到粒子的临时位置和速度,之后通过压力泊松方程隐式求解压力项,并修正粒子的临时位置和速度,使得每个粒子回归初始的密度。通过这样的方式,MPS可以满足真正的不可压缩性。MPS方法主要分为两种:传统MPS方法和弱可压缩的MPS方法。前者采用压力泊松方程求解压力,能保证真正的不可压缩性,但计算量较大;后者借鉴SPH方法,采用状态方程显式求解压力,计算量较小、并行简单,缺点是难以保证完全地不可压缩性。
由于MPS的拉格朗日属性,MPS特别适合求解不可压缩流体的自由表面流动问题、多相界面流动问题和流固耦合问题。目前,MPS方法已在核工程、海洋及海岸工程、热能工程、石油工程、环境水力学、生物医学工程及化学工程等多个领域中得到广泛应用。未来需要进一步解决的问题主要有稳定性和精度改进,发展湍流模型、多相模型和非牛顿模型,以及高效并行算法等。