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两相流中有效自由面的计算。 (英语) Zbl 1309.76207号

小结:在这项研究中,我们重新审视了在存在自由边界的情况下求解时间平均流体动力学方程时产生的“有效自由面”概念。这项工作的动机是将优化和最优控制理论应用于涉及自由表面的问题,其中与时间相关的公式导致了许多技术困难,然而,当使用稳定的控制方程时,这些困难会得到缓解。通过引入一些精确陈述的假设,我们开发并验证了一种方法,在这种方法中,从时间平均意义上理解的不同阶段之间的界面是清晰的。在建议的公式中,表示自由边界和水动力量波动的术语显示为有效表面上的边界条件,需要合适的闭合模型。作为一个简单的模型问题,我们考虑了自由下落的液滴撞击具有自由表面的水池中的流体,并提出了该系统的简单代数闭合模型。得到的平均方程是自由边界类型的,并且开发了一种基于形状优化公式的高效计算方法来求解它们。计算出的有效面与问题参数具有一致的依赖性,并与使用实际时间相关问题的数据代替闭合模型时获得的结果进行了比较。{
©2012美国物理研究所}

MSC公司:

76T10型 液气两相流,气泡流
76D10型 边界层理论,分离和再附着,高阶效应

软件:

涟漪
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