格里塔·特里格瓦森;鲁本·斯卡多弗利;圣埃芬·扎勒斯基 气液多相流的直接数值模拟。 （英语） Zbl 1226.76001号 剑桥：剑桥大学出版社（ISBN 978-0-521-78240-1/hbk；978-0-511-97526-4/电子书）。x、 第324页。(2011). 气-液多相流出现在许多工业应用中，例如沸腾传热、气泡流、化学和机械工业等。正在审查的这本书详细介绍了包含尖锐界面的流动的数值方法的详细发展，例如由两个或多个不混溶组分组成的流体。快速而强大的计算机的出现导致了多相流直接数值模拟（DNS）新数值方法的发展。作者主要关注两类特定的数值方法：流体体积（VOF）和前跟踪方法。这一领域的精确结果涉及流体力学、物理、化学、分析和相关数值方法的令人兴奋的混合。这本书由十一章、序言、四个附录、大量参考文献和索引组成。简而言之，这些章节的描述如下：第1章“引言”给出了多相流的示例；计算建模；用雷诺数测量的简单流量；有限雷诺数流动。在粘度非常大或非常小的极限条件下，有时可以通过完全忽略惯性项（斯托克斯流）或完全忽略粘性效应（无粘流）来大大简化流动描述。对于无粘性流动，通常假设流动是无旋转的，除了在流体界面处。第2章“带界面的流体力学”专门讨论控制多相流的方程，其中尖锐的界面将不混溶流体或相分离。它包括：一般原则；基本方程（质量守恒、动量守恒、能量守恒、不可压缩流、边界条件）；接口：描述和定义；界面流体力学：单流体公式；无量纲数；薄膜；分子间作用力；接触线；注意事项。第三章“Navier-Stokes方程的数值解”讨论了时间积分；空间离散化；对流项离散化；粘性项；压力方程；速度边界条件；流出边界条件；自适应网格细化；总结。作者指出，对于含时Navier-Stokes方程的任何数值解，必须确定：（i）网格点的排列方式，其中存储了各种离散近似；（ii）速度场如何在时间上积分；（iii）如何离散平流和粘性项；（iv）如何求解由不可压缩条件产生的压力方程；以及（v）如何实现边界条件。第四章“流体界面的平流”包含符号；平流颜色函数；流体体积法；前沿跟踪方法；水平集方法；相场法；CIP方法；总结。自该方法引入以来，缩写CIP一直保持不变，但该方法已经发展。CIP最初代表三次插值伪粒子，然后是三次插值传播，最近是约束插值轮廓法。第5章“流体体积法（VOF）”。VOF方法历来用于双流体流动。在VOF方法中，标记函数由计算网格单元的一部分表示，该网格单元被假定为参考相位的流体占据。本章将讨论以下问题：基本属性；界面重建；重建方法的测试；界面平流；重建和平流方法的测试；混合方法。第6章，“平流标志点：前方追踪”，简要描述了基本思想，并简要介绍了术语“前方追踪”的历史概况。前端是指用于表示界面的完整计算对象集。这里介绍的主题是：前沿的结构（结构化二维前沿；非结构化前沿）；重组战线；前沿传播；锋面平流；构建标记函数；前端拓扑结构的变化；注意事项。第7章“表面张力”描述了如何找到VOF和前跟踪方法的表面张力，并处理了从标记函数计算表面张力的方法（连续表面力（CSF）方法；连续表面应力法；VOF方法中的直接加法和初等平滑；VOF方法中的加权分布：核平滑；轴对称界面）；计算履带前部的表面张力（二维界面；三维界面；在固定网格上平滑表面张力）；测试表面张力方法；更复杂的表面张力法（带压力校正的直接加法；曲率更好的CSF法：PROST；体积分数曲率的数值估计：HF法）；关于数值方法的结论。第八章“分散泡沫流”。气泡流在许多工业应用中至关重要，包括电厂、各种冶金过程和化学工业中的鼓泡塔中的沸腾传热。本章包含引言；均匀泡状流；垂直通道中的气泡流，以及讨论。有人指出，本章中讨论的泡状流模拟是应用DNS来理解复杂多相流的机遇和挑战的好例子。第9章“雾化和破碎”描述了一个引人注目的过程，在这个过程中产生了精细的喷雾或雾滴云。本章涉及螺纹、板材和轮辋破裂（Plateau-Rayleigh射流不稳定性；薄膜和螺纹破裂；Taylor-Culick轮辋；导致液滴和手指的轮辋）；高速射流（雾化射流的结构；液滴形成机理；稳定性理论；Orr-Sommerfeld分析）；原子化模拟（二维时间模拟；二维空间发展模拟；三维计算）。第10章“水滴碰撞、撞击和飞溅”。燃油液滴对管道壁和燃烧室壁的影响是工业界关注的主要问题。作者着重于数值计算，并引用了相关的理论和实验工作。本章包含引言；早期模拟；低速碰撞；更复杂的缓慢影响；花冠、冠部和飞溅冲击（对薄液体层的冲击；三维冲击）。第11章，“扩展”，涉及额外的领域和表面物理；（电流体力学；沸腾；空化）；嵌入边界（Peskin的浸入边界法；固体边界；凝固）；多尺度问题；总结。研究表明，多相流对能源生产、制造业和化学过程、废水处理、农业以及许多其他对我们当前生活方式至关重要的过程都很重要。本书还包含四个附录：附录A——接口：描述和定义；附录B——集中于接口的分发；附录C——立方跳算法；和附录D–液膜动力学：线性化理论。书的结尾是447篇参考文献的大列表和索引。评论家认为，本书提供了多相流数学原理的坚实基础和全面介绍，指出了最重要的实际应用。这本书写得很好，可读性很强。所考虑问题的数值解的结果以图表形式给出。这本书将引起研究人员和研究生的极大兴趣。事实上，它还可能对应用数学、流体力学、偏微分方程数值方法领域的广泛专家（如设计工程师、物理学家、化学工程师）以及对流体力学数学理论和相关主题感兴趣的研究人员有用。它也可以作为研讨会和课程以及独立学习的教材。本书的一些章节为未来的研究提供了坚实的背景。我相信，这本书中提出的概念将促进复杂流体中多相流及其应用领域的新研究。审核人：伊安流行音乐（Cluj Napoca） 引用于220文件 MSC公司： 76-01 与流体力学有关的介绍性说明（教科书、教学论文等） 76T10型 液气两相流，气泡流 76T30型 三个或更多组件流 76米25 其他数值方法（流体力学）（MSC2010） 关键词：斯托克斯流;Navier-Stokes方程;流体体积法;水平集方法;CIP方法;前方跟踪法 软件：基瓦-4;帕拉梅什 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{G.Tryggvason}等人，气液多相流的直接数值模拟。剑桥：剑桥大学出版社（2011；Zbl 1226.76001） 全文： 内政部