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迈克尔·多德。;安东尼诺·费兰特

不可压缩双流体流动的快速压力修正方法。 （英语） Zbl 1351.76161号

J.计算。物理学。 273, 416-434 (2014).
小结：我们开发了一种新的压力修正方法，用于模拟具有较大密度和粘度比的不可压缩双流体流动。该方法的主要优点是，在求解双流体流动的不可压缩Navier-Stokes方程时产生的变系数泊松方程被简化为常系数方程，可以使用基于FFT的快速泊松解算器进行求解。通过在控制方程中分裂可变密度压力梯度项来实现这一减少。我们的数值试验证明了这种分裂的有效性，并从物理角度对其进行了解释。本文中，新的压力修正方法与质量守恒流体体积法相结合，以捕捉两种流体之间的界面运动，但一般来说，它可以与其他界面平流方法相结合，例如水平集、相场或前跟踪。首先，我们使用密度和粘度比高达10000的毛细管波试验验证了新的压力校正方法。然后，我们通过模拟下落水滴在空气中的运动，并将水滴的最终速度与实验值进行比较，验证了该方法的有效性。其次，证明了该方法在空间和时间上是二阶精度的，与VoF方法无关，并且在无粘极限下保持质量、动量和动能。此外，我们还表明，对于求解双流体Navier-Stokes方程，该方法比使用多重网格求解变系数泊松方程的标准压力校正方法快10-40倍。最后，我们表明，该方法能够使用10243个点的计算网格对数千个液滴的液滴状各向同性湍流进行全分辨率直接数值模拟（DNS）。

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MSC公司：

76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟
76Txx型 多相多组分流动

关键词：

变密度Navier-Stokes方程;投影法;流体体积法;多相流;界面流;湍流;直接数值模拟

软件：

炒作;FFTW公司;水蝇
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{M.S.Dodd}和\textit{A.Ferrante}，J.Compute。物理学。273416-434（2014年；Zbl 1351.76161）
全文： 内政部

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