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第8卷第1期
具有精确表面张力计算的两相流鲁棒、全自适应水平集/前跟踪混合方法

Hector D.Ceniceros、Alexandre M.Roma、Aristeu Silveira-Neto和Millena M.Villar

Commun公司。计算。物理。,8(2010年),第51-94页。

在线发布:2010-08

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  • 摘要

我们提出了一种可变时间步长、空间完全自适应的混合方法,用于表面存在下不可压缩两相流的精确模拟二维张力。该方法基于混合水平集/前跟踪[H.D.Ceniceros和A.M.Roma,J.Compute.Phys.,205,391-400,2005]中提出的方法。通过浸入边界设置,同时符号距离(水平集)函数,即快速评估和机器精度,用作流体指示器。表面张力力是通过使用欧拉/拉格朗日混合表示获得的引入[S.S.Shin,S.I.Abdel Khalik,V.Daru和D.Juric,J.Comput.Phys.,203,493-516,2005],其成功地大大降低了寄生电流。我们精确的流体指示器和有效的拉格朗日函数的使用标记控制将这种寄生电流降低了几个数量级。为了准确有效地解决陡峭的坡度和显著的流动特征,我们采用动态自适应网格细化。这种空间自适应是一致使用的对流体界面上拉格朗日节点的分布进行动态控制以及一个可变时间步长的线性隐式时间积分方案。我们现在设计数值示例来测试所提出的方法和三个应用:流体界面的长期演化Rayleigh-Taylor不稳定性,气泡上升动力学的一个例子,以及一个跌落物撞击一个自由界面,我们将其动力学与现有的两个界面进行比较数值和实验数据。

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我们提出了一种可变时间步长、在空间中完全自适应的混合方法表面存在下不可压缩两相流的精确模拟二维张力。该方法基于混合水平集/前跟踪[H.D.Ceniceros和A.M.Roma,J.Compute.Phys.,205,391-400,2005]中提出的方法。通过浸入边界设置,同时符号距离(水平集)函数,即快速评估和机器精度,用作流体指示器。表面张力力是通过使用欧拉/拉格朗日混合表示获得的介绍于[S.Shin,S.I.Abdel-Khalik,V.Daru和D.Juric,J.Comput.Phys.,203,493-516,2005],其成功地大大降低了寄生电流。我们精确的流体指示器和有效的拉格朗日函数的使用标记控制将这种寄生电流降低了几个数量级。为了准确有效地解决陡峭的坡度和显著的流动特征,我们采用动态自适应网格细化。这种空间自适应是一致使用的对流体界面上拉格朗日节点的分布进行动态控制以及一个可变时间步长的线性隐式时间积分方案。我们现在设计数值示例来测试所提出的方法以及三个应用:流体界面的长期演变Rayleigh-Taylor不稳定性,气泡上升动力学的一个例子,以及一个跌落物撞击一个自由界面,我们将其动力学与现有的两个界面进行比较数值和实验数据。

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我们提出了一种可变时间步长、空间完全自适应的混合方法,用于表面存在下不可压缩两相流的精确模拟二维张力。该方法基于混合水平集/前跟踪在[H.D.Ceniceros和A.M.Roma,J.Comput.Phys.,205391-4002005]中提出的方法。通过浸入边界设置,同时符号距离(水平集)函数,即快速评估和机器精度,用作流体指示器。表面张力力是通过使用欧拉/拉格朗日混合表示获得的介绍于[S.Shin,S.I.Abdel-Khalik,V.Daru和D.Juric,J.Comput.Phys.,203,493-516,2005],其成功地大大降低了寄生电流。我们精确的流体指示器和有效的拉格朗日函数的使用标记控制将这种寄生电流降低了几个数量级。为了准确有效地解决陡峭的坡度和显著的流动特征,我们采用动态自适应网格细化。这种空间自适应是一致使用的对流体界面上拉格朗日节点的分布进行动态控制以及一个可变时间步长的线性隐式时间积分方案。我们现在设计数值示例来测试所提出的方法和三个应用:流体界面的长期演化Rayleigh-Taylor不稳定性,气泡上升动力学的一个例子,以及一个跌落物撞击一个自由界面,我们将其动力学与现有的两个界面进行比较数值和实验数据。

Hector D.Ceniceros、Alexandre M.Roma、Aristeu Silveira Neto和Millena M.Villar。(2020). 一种用于两相流的鲁棒、完全自适应的水平集/前跟踪混合方法,具有精确的表面张力计算。计算物理中的通信.8(1).51-94.doi:10.4208/cicp.050509.111009a
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