约翰·克罗默;迪特尔·博特 任意多面体中基于面的流体界面体积定位。 （英语） Zbl 07524774号 J.计算。物理学。 449，文章ID 110776，27 p.（2022）. 摘要：我们介绍了一种快速而稳健的算法，用于寻找具有给定法线（粗体符号）的平面｛n｝_\Gamma），它截断任意多面体（mathcal{P}），使剩余的子多面体容纳给定的体积。在文献中，这通常被称为流体体积（VOF）接口定位问题。我们工作的新颖之处有两个：首先，我们将高斯发散定理与坐标原点的动态选择。这使得可以基于与多面体表面相关联的二元乘积的总和，高效地计算截断多面体的体积。可以获得非常方便的分段参数化（在所谓的括号)表示到平面的符号距离（伽马）。这意味着，可以避免建立拓扑连通性的昂贵必要性，使当前方法最适合应用于非结构化计算网格。在截断位置附近，可以精确地表示体积，即用PLIC平面法向距离的三次多项式表示。虽然这在以前的出版物中得到了利用，但导数的本地知识使我们能够构建一个根查找方案，将括号与高阶近似配对。后者构成了第二个新颖之处，这对效率至关重要。通过进行一系列广泛的数值实验来评估性能，考虑到属（即孔数）为零和一的凸面和非凸面多面体，并结合精心选择的体积分数（alpha^大约为0）和（alpha大约为1）)和法线方向\（\boldsymbol｛n｝_\伽玛\）。对于所有配置，我们都大大减少了定位所需的截断次数（计算成本）。平均而言，我们的算法需要一到两个多面体截断才能找到平面（Gamma）的位置，优于现有方法。就绝对执行时间而言，与现有方法相比，所提出的算法的速度提高了63%。 引用于5文件 MSC公司： 7.6亿 流体力学基本方法 76Txx型 多相多组分流动 65Dxx日 数值近似和计算几何（主要是算法） 关键词：物价指数;界面定位;流体体积法 软件：布伦特;VOF工具 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{J.Kromer}和\textit{D.Bothe}，J.Compute。物理学。449，文章ID 110776，27 p.（2022；Zbl 07524774） 全文： 内政部 arXiv公司 参考文献： [1] Ahn，H.T。；Shashkov，M.，广义多面体网格上的多材料界面重建，J.Compute。物理。，226, 2096-2131 (2007) ·Zbl 1388.76232号 [2] Atkinson，K.E.，《数值分析导论》（1988），John Wiley&Sons [3] Brent，R.P.，《无导数最小化算法》（2002），Prentice-Hall·Zbl 1009.90133号 [4] 陈，X。；Zhang，X.，求解一般多面体mof方法中界面定位方程的预测Newton方法，J.Compute。物理。，384, 60-76 (2019) ·Zbl 1451.65015号 [5] Clarke，F.H.，《优化与非光滑分析》（1990），工业与应用数学学会·Zbl 0696.49002号 [6] 戴博士。；Tong，A.Y.，《三维多面体非结构化网格plic-vof方法中的分析界面重建算法》，国际期刊Numer。方法流体，91，5，213-227（2019） [7] 迪奥，S。；François，M.M.，基于三维任意凸细胞解析公式的界面重建方法，J.Compute。物理。，305, 63-74 (2016) ·Zbl 1349.76601号 [8] 迪奥，S。；弗朗索瓦，M.M。；Dendy，E.D.，基于二维平面和轴对称任意凸单元解析公式的界面重建方法，J.Compute。物理。，275, 53-64 (2014) ·Zbl 1349.76600号 [9] Goldman，R.，平面多边形面积和多面体体积，（Graphics Gems II（2004）），170-171 [10] Gueyffer，D。；李，J。；纳迪姆，A。；斯卡多韦利，R。；Zaleski，S.，三维流动的光滑表面应力法流体体积界面追踪，J.Compute。物理。，152, 423-456 (1999) ·Zbl 0954.76063号 [11] 科特，D.B。；Rider，W。；莫索，S。；布洛克，J。；Hochstein，J.，具有二维和三维表面张力的界面的体积跟踪（1996），AIAA论文96 03 [12] 洛佩兹，J。；Hernandez，J.，《通用网格中流体三维体积方法的分析和几何工具》，J.Compute。物理。，227, 12, 5939-5948 (2008) ·兹比尔1142.76042 [13] 洛佩兹，J。；戈麦斯，P。；赞齐，C。；福拉，F。；Hernandez，J.，非凸分析和几何工具在PLIC-VOF方法中的应用，（国际机械工程大会和博览会（2016），ASME） [14] 洛佩兹，J。；埃尔南德斯，J。；戈麦斯，P。；Faura，F.，在一般凸网格中重建PLIC的一种新的体积守恒实施方法，J.Compute。物理。，316338-359（2016）·Zbl 1349.76627号 [15] 洛佩兹，J。；赫尔南德斯，J。；戈麦斯，P。；Faura，F.，VOF方法中体积截断、初始化和守恒实施的非凸分析和几何工具，J.Compute。物理。，392, 666-693 (2019) ·Zbl 1452.65042号 [16] 洛佩兹，J。；赫尔南德斯，J。；戈麦斯，P。；Zanzi，C。；Zamora，R.，Voftools 5:流体体积法计算工具非凸几何的扩展，计算。物理学。社区。，252，第107277条pp.（2020）·Zbl 07685729号 [17] Marić，T.，用连续三次样条插值在一般多面体中的流体界面迭代体积定位，J.Compute。物理学。十、 11，第100093条pp.（2021） [18] Marić，T。；科特，D.B。；Bothe，D.，《非结构化非分裂流体几何体积方法——综述》，J.Compute。物理。，420，第109695条pp.（2020）·Zbl 07506620号 [19] Muller，D.E.，使用自动计算机求解代数方程的方法，数学。表其他辅助计算。，10, 56, 208-215 (1956) ·Zbl 0072.34002号 [20] 莱德，W.J。；Kothe，D.B.，重建体积跟踪，J.Compute。物理。，141, 112-152 (1998) ·Zbl 0933.76069号 [21] 斯卡多韦利，R。；Zaleski，S.，《矩形网格中连接线性界面和体积分数的分析关系》，J.Compute。物理。，164, 228-237 (2000) ·Zbl 0993.76067号 [22] Shewchuk，J.R.，几何稳健性讲稿（2013），加州大学伯克利分校，技术报告 [23] 斯科里什，M。；Garmory，A。；Dianat，M.，一般凸网格中PLIC的迭代界面重建方法，作为耦合水平集流体体积解算器的一部分，J.Compute。物理。，368, 254-276 (2018) ·Zbl 1392.76053号 [24] 斯托尔，J。；Buirsch，R.，《数值分析导论》（2002），施普林格出版社：施普林格出版社，纽约·Zbl 1004.65001号 [25] Strang，G.，《关于差分格式的构造和比较》，SIAM J.Numer。分析。，5, 506-517 (1968) ·Zbl 0184.38503号 [26] Sunday，D.，《快速多边形区域和Newell法线计算》，J.Graph。工具，7，2，9-13（2002） [27] Voß，H.，《PSTricks:Grafik mit PostScript für und》，第7卷（2016年），莱曼媒体 [28] Yang，X.先生。；James，A.J.，重建三角形和四面体网格中分段线性界面的解析关系，J.Comput。物理。，214, 1, 41-54 (2006) ·Zbl 1137.76456号 [29] Zemach，C.，关于截短平面后规则六面体体积的注释（1993），洛斯阿拉莫斯国家实验室，（未出版） 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。