粘性-粘彈性兩相流問題廣泛存在于自然界和人們的日常生活中,其數值模擬對流體力學、航天航空、材料加工、生物工程等學科領域的發(fā)展具有十分重要的意義。一般而言,該問題的數值模擬主要包含流場信息獲取和移動界面捕捉兩個方面。在眾多數值解法中,有限體積法(Finite volume method,FVM)因其實施簡單方便、存儲量小且積分方程各項均有明確的物理意義等優(yōu)點,成為求解粘性-粘彈性兩相流問題最有效的方法之一。但是,采用傳統(tǒng)FVM求解該問題時,常會遇到計算區(qū)域復雜、兩相界面捕捉不準確、質量不守恒以及高Weissenberg(Wi)數導致的數值不穩(wěn)定等問題。鑒于此,本文發(fā)展了一套基于非結構三角網格的FVM數值求解算法,并應用其對若干有代表性的粘性-粘彈性兩相流問題進行了數值模擬。本文的主要工作如下:(1)針對傳統(tǒng)Level Set求解器在求解被動輸運問題時數值耗散嚴重,進而導致質量不守恒的缺陷,提出了一種基于非結構三角網格的低耗散FVM(Low-dissipation FVM,LDFVM)數值求解格式。該格式借鑒了譜體積法的設計思想,但為了減少自由度,它采用譜單元的節(jié)點函數值而非譜單元內的體積...

【文章頁數】：150 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1論文結構安排

而是粒子分布函數的演化方程，即Boltzmann方程。-Stokes方程，Boltzmann方程的對流項是線性的，這一特點不僅大大降低復雜度，而且可更靈活地處理速度和粘彈性偏應力之間的耦合關系，有效異點或偏微分方程組橢圓-雙曲性質而導致的高Wi數問題。LBM在粘彈的....

圖2-1FVM的節(jié)點網格及控制體示意

流體流動和傳熱問題都可由一組笛卡爾，如Navier-Stokes方程、能量守恒方程方程描述的對象及物理問題各不相同，但下統(tǒng)一的表達式，即Stu量，表示流體密度，u表示輸運速度式由具體的模型方程決定....

圖2-2FVM的控制體示意

第二章有限體積法基本介紹程討論通用變量方程(2-1)在二維情形下的離0,1]×[0,1]。沿x，y軸方向分別將[0,1]njy0,1,...,yjn。沿x，y軸方向的空間線xix與直線yjy的交點，簡記為，以節(jié)點i,jP....

圖3-1LevelSet方法原理示意

了LevelSet方法及LevelSet輸運方程；其次描述基本工作原理，并針對傳統(tǒng)FVM輸運精度低及了一種新的低耗散FVM(LDFVM)數值離散格式證了新方法的數值精度、質量守恒性及有效性。法描述[41]是由Osher和Sethian在研究曲線以與曲率有....

本文編號：3924687