針對(duì)界面追蹤方法中拉格朗日方法和歐拉–拉格朗日方法計(jì)算效率低、不適用大變形、不能應(yīng)用于三維數(shù)值計(jì)算模型等問題,研究了一種效率高、界面清晰、適用于三維模型的計(jì)算氣液兩相界面遷移特性的歐拉運(yùn)動(dòng)界面追蹤方法,該方法將"米"狀相鄰單元Youngs方法用于運(yùn)動(dòng)界面重構(gòu),將Youngs-VOF和水平集通過幾何方法耦合,提高運(yùn)動(dòng)界面精度,克服了VOF和水平集方法存在的缺陷,避免了利用高階導(dǎo)數(shù)本身的穩(wěn)定性去求解水平集對(duì)流方程和距離函數(shù)方程."米"狀相鄰單元Youngs方法避免了數(shù)值耗散、數(shù)值色散性以及非線性效應(yīng)引起的捕捉界面模糊的情況. Youngs-VOF耦合水平集方法既保證了計(jì)算界面時(shí)的穩(wěn)定性,與拉格朗日方法相比又提高了計(jì)算效率.利用Youngs-VOF耦合水平集方法與VOF方法對(duì)單個(gè)氣泡在水中上升過程數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)對(duì)比并對(duì)經(jīng)典剪切流場(chǎng)中圓形運(yùn)動(dòng)界面模型的數(shù)值計(jì)算,驗(yàn)證了Youngs-VOF耦合水平集方法的有效性并比VOF方法捕捉界面更清晰、銳利;通過對(duì)潰壩–自由表面流動(dòng)過程數(shù)值計(jì)算并與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了Youngs-VOF耦合水平集方法的穩(wěn)定性以及對(duì)三維數(shù)值模型的適用性.

【文章頁數(shù)】：12 頁

【文章目錄】：
引言
1 算法
    1.1 Youngs-VOF
    1.2 水平集方法
    1.3 Youngs-VOF耦合水平集算法計(jì)算過程
2 數(shù)值驗(yàn)證
    2.1 氣泡在水中自由上升
        2.1.1 物理模型及流體的基本假設(shè)
        2.1.2 表面張力
        2.1.3 體積分?jǐn)?shù)方程離散化
        2.1.4 梯度空間離散化
        2.1.5 結(jié)果分析
    2.2 剪切運(yùn)動(dòng)
    2.3 潰壩模擬
        2.3.1 物理模型及數(shù)值算法
        2.3.2 結(jié)果分析
3 結(jié)論



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