×

粗糙表面润湿的有效阈值动力学方法。 (英语) Zbl 1378.76087号

摘要:Merriman、Bence和Osher(MBO)提出的阈值动力学方法是模拟界面远离固体边界时平均曲率流运动的一种有效方法。将MBO型方法直接推广到界面与固体边界相交的润湿问题是不容易的,因为在具有润湿边界条件的一般域中求解热方程不如原始MBO方法有效。与远离边界的界面的动力学相比,接触点的动力学也遵循不同的定律。在本文中,我们开发了一种有效的保体积阈值动力学方法来模拟粗糙表面上的润湿。该方法基于包括固相的扩展域上加权表面积泛函的最小化。该方法简单、稳定,每个时间步长的复杂度为O(N\log N),并且对固体边界的不均匀性或粗糙度不敏感。

MSC公司:

76米25 其他数值方法(流体力学)(MSC2010)
76D45型 不可压缩粘性流体的毛细管(表面张力)
76立方米 变分方法在流体力学问题中的应用

软件:

快速排序
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 阿尔贝蒂,G。;Bellettini,G.,《相变的非局部各向异性模型:重标能量的渐近行为》,《欧洲应用杂志》。数学。,9, 03, 261-284 (1998) ·Zbl 0932.49018号
[2] 阿尔贝蒂,G。;DeSimone,A.,《粗糙表面的润湿:均匀化方法》,Proc。R.Soc.A,451,79-97(2005)·Zbl 1145.82321号
[3] Barles,G。;Georgelin,C.,通过平均曲率计算运动的近似方案收敛性的简单证明,SIAM J.Numer。分析。,32, 2, 484-500 (1995) ·Zbl 0831.65138号
[4] 贝尔托齐,A.L。;Esedoglu,S。;Gillette,A.,《使用卡恩-希利亚德方程对二值图像进行Inpainting of binary images using the Cahn-Hilliard equation》,IEEE Trans。图像处理。,16, 1, 285-291 (2007) ·Zbl 1279.94008号
[5] Chambolle,A。;Novaga,M.,各向异性和结晶平均曲率流算法的收敛性,SIAM J.Math。分析。,37, 6, 1978-1987 (2006) ·Zbl 1116.35074号
[6] 陈,X。;王晓平。;Xu,X.,粗糙边界的有效接触角,Physica D,242,1,54-64(2013)·Zbl 1322.76013号
[7] 陈,X。;王晓平。;Xu,X.,用松弛边界条件模拟接触角的Cahn-Hilliard方程分析,Arch。定额。机械。分析。,213, 1-24 (2014) ·Zbl 1293.35235号
[8] de Gennes,P。;Brochard-Wyart,F。;Quere,D.,毛细现象和润湿现象(2003),《施普林格:施普林格柏林》
[9] Deckelnick,K。;Dziuk,G。;Elliott,C.M.,《几何偏微分方程和平均曲率流的计算》,《数值学报》。,14, 139-232 (2005) ·Zbl 1113.65097号
[10] Elliott,C.M。;Styles,V.,《金属薄膜中双向晶界动力学的计算》,J.Compute。物理。,187, 2, 524-543 (2003) ·兹比尔1020.82006
[11] 埃尔比勒,H.Y.,关于表观接触角对液滴接触面积或三相接触线的依赖性的争论:综述,冲浪科学。众议员,69,4325-365(2014)
[12] Esedog,S。;Ruuth,S。;Tsai,R.,使用符号距离函数的扩散生成运动,J.Compute。物理。,229, 4, 1017-1042 (2010) ·Zbl 1181.65031号
[13] Esedoglu,S。;Otto,F.,具有任意表面张力的网络的阈值动力学,Commun。纯应用程序。数学。(2015) ·Zbl 1334.82072号
[14] Esedoglu,S。;Ruuth,S。;Tsai,R.,高阶几何运动的阈值动力学,界面自由边界。,10, 3, 263-282 (2008) ·Zbl 1157.65330号
[15] Evans,L.C.,平均曲率运动算法的收敛性,印第安纳大学数学系。J.,42,2,533-557(1993)·Zbl 0802.65098号
[16] Extrand,C.W.,粗糙和超恐怖表面接触角和滞后模型,Langmuir,18,7991-7999(2002)
[17] Hoare,C.A.,快速排序,计算。J.,5,1,10-16(1962)·Zbl 0108.13601号
[18] Ishii,K.,平均曲率运动的Bence-Merriman-Osher算法的最佳收敛速度,SIAM J.Math。分析。,37, 3, 841-866 (2005) ·Zbl 1101.35006号
[19] 库布利克,C。;Esedoglu,S。;Fessler,J.,《区域保持流的算法》,SIAM J.Sci。计算。,33, 2382-2401 (2011) ·Zbl 1232.65012号
[20] Laux,T。;Otto,F.,多相平均流阈值方案的收敛性(2016)·Zbl 1388.35121号
[21] Laux,T。;Swartz,D.,包含整体效应的阈值方案的收敛性(2016)·Zbl 1376.82004年
[22] Leung,S。;Zhao,H.,移动界面问题的基于网格的粒子方法,J.Compute。物理。,228, 8, 2993-3024 (2009) ·Zbl 1161.65013号
[23] Mascarenhas,P.,《平均曲率扩散生成运动》(1992),加利福尼亚大学数学系:加利福尼亚大学洛杉矶分校数学系
[24] Merriman,B。;Bence,J.K。;Osher,S.,《平均曲率扩散生成运动》(1992),加利福尼亚大学数学系:加利福尼亚大学洛杉矶分校数学系
[25] Merriman,B。;Bence,J.K。;Osher,S.J.,《多连接运动:水平集方法》,J.Compute。物理。,1122334-363(1994年)·兹比尔0805.65090
[26] 米兰达,M。;帕拉拉,D。;帕罗内托,F。;Preunkert,M.,《短时热流和有界变差函数》,Ann.Fac。科学。图卢兹,16,125-145(2007),保罗·萨巴蒂尔大学·Zbl 1142.35445号
[27] Quere,D.,润湿和粗糙度,年度。修订版材料。研究,38,71-99(2008)
[28] Ruuth,S.J.,《多相运动的扩散生成方法》,J.Compute。物理。,145, 1, 166-192 (1998) ·Zbl 0929.76101号
[29] Ruuth,S.J.,《平均曲率扩散生成运动的高效算法》,J.Compute。物理。,144, 2, 603-625 (1998) ·Zbl 0946.65093号
[30] Ruuth,S.J。;Wetton,B.T.,《通过平均曲率实现体积守恒运动的简单方案》,《科学杂志》。计算。,19, 1-3, 373-384 (2003) ·Zbl 1035.65097号
[31] Shi,Y。;Wang,X.-P.,固体表面三组分流动动力学建模与仿真,Jpn。J.Ind.申请。数学。,31, 3, 611-631 (2014) ·Zbl 1308.76290号
[32] Svadlenka,K。;Ginder,E。;Omata,S.,《多相体积保护界面运动的变分方法》,J.Compute。申请。数学。,257, 157-179 (2014) ·Zbl 1294.53064号
[33] Whyman,G。;Bormashenko,E。;Stein,T.,young、Cassie-Baxter和Wenzel方程的严格导数以及接触角滞后现象的分析,化学。物理。莱特。,450, 355-359 (2008)
[34] Womble,D.E.,多相自由边界问题的前跟踪方法,SIAM J.Numer。分析。,26, 2, 380-396 (1989) ·Zbl 0681.65090号
[35] Xu,X。;Wang,X.P.,化学图形表面润湿和接触角滞后分析,SIAM J.Appl。数学。,71, 1753-1779 (2011) ·Zbl 1323.35153号
[36] Xu,X。;王晓平,修正的卡西方程和接触角滞后,胶体聚合物。科学。,291299-306(2013)
[37] Young,T.,一篇关于流体凝聚力的文章,Philos。事务处理。英国皇家学会。,95,65-87(1805)
[38] 香港赵。;Chan,T。;Merriman,B。;Osher,S.,《多相运动的变分水平集方法》,J.Compute。物理。,127, 1, 179-195 (1996) ·Zbl 0860.65050号
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。