Nishant Nangia公司；Boyce E.格里菲斯。；Neelesh A.Patankar。；阿姆尼特·帕尔·辛格·巴拉 用于高密度比多相流的鲁棒不可压缩Navier-Stokes解算器。 （英语） Zbl 1452.76157号 J.计算。物理。 390, 548-594 (2019). 摘要：本文提出了一种稳健、自适应的数值格式，用于在局部精细交错笛卡尔网格上模拟高密度比和高剪切多相流，该网格适应高涡度的演化界面和轨迹区域。该算法将界面捕捉水平集方法与可变系数不可压缩Navier-Stokes解算器相结合，该解算器被证明可以稳定地解决高达六个数量级的材料对比度。离散化方法通过几种物理边界处理（包括速度和牵引边界条件）确保速度和压力的二阶逐点精度。本文包括几个测试案例，演示了流求解器的精度顺序和算法可扩展性。为了确保数值格式在高密度和高粘度比情况下的稳定性，我们采用保守形式的离散方程对质量和动量输运进行一致处理。这种一致性是通过求解一个附加的质量平衡方程来实现的，我们通过一个强稳定的Runga-Kutta时间积分器来近似该方程，并在离散动量方程中使用相同的质量通量（从质量方程获得）。该方案使用高阶总变异减小（TVD）和对流边界准则（CBC）满足限制器，以避免传输密度场中的数值波动。高阶有界对流输送是在逐维的基础上进行的，这使得该方案易于实现。我们还通过几个测试案例证明，在实际中常用的非保守公式中缺乏一致的质量和动量输运，或者使用非CBC满足的限制器，对于以对流为主的高密度比流动，会产生非常大的数值误差和非常差的精度。我们的数值方案还使用了平衡良好的表面张力和重力离散。在静水压极限下，我们表明，平衡良好的公式可以减少虚假流动，并实现压力梯度与表面张力或重力之间的离散力平衡。 引用于2评论引用于27文件 MSC公司： 76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用 76T10型 液气两相流，气泡流 76T06型 液-液双组分流动 6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法 65M50型 涉及偏微分方程初值和初边值问题数值解的网格生成、细化和自适应方法 76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程 关键词：自适应网格细化；交错笛卡尔网格；对流通量限制器；投影法预处理器；单片Navier-Stokes解算器；水平集方法 软件：SAMRAI公司；斯帕拉尔-奥尔马拉斯；PETSc公司；水蝇 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{N.Nangia}等人，J.Compute。物理。390548-594（2019年；Zbl 1452.76157） 全文： 内政部 arXiv公司 参考文献： [1] 希特，C.W。；Nichols，B.D.，自由边界动力学的流体体积（VOF）方法，J.Compute。物理。，39, 1, 201-225 (1981) ·Zbl 0462.76020号 [2] Osher，S。；Sethian，J.A.，《以曲率相关速度传播的前沿：基于哈密尔顿-雅可比公式的算法》，J.Compute。物理。，79, 1, 12-49 (1988) ·Zbl 0659.65132号 [3] Osher，S。；Fedkiw，R.，《水平集方法与动态隐式曲面》，第153卷（2006年），施普林格科学与商业媒体 [4] 李，C。；徐，C。；桂，C。；Fox，M.D.，无需重新初始化的水平集进化：一种新的变分公式，（IEEE计算机学会计算机视觉和模式识别会议，CVPR 2005，第1卷（2005），IEEE），430-436 [5] Van der Pijl，S。；西格尔，A。；Vuik，C。；Wesseling，P.，《多相流建模的质量守恒水平集方法》，国际期刊数值。方法流体，47，4339-361（2005）·Zbl 1065.76160号 [6] 萨斯曼，M。；Puckett，E.G.，用于计算三维和轴对称不可压缩两相流的耦合水平集和流体体积法，J.Compute。物理。，162, 2, 301-337 (2000) ·Zbl 0977.76071号 [7] Sun，D。；Tao，W.，《计算不可压缩两相流的流体体积与水平集（VOSET）耦合方法》，《国际热质交换杂志》。，53, 4, 645-655 (2010) ·Zbl 1303.76126号 [8] Son，G.，《带浸没固体边界的不可压缩双流体流动的水平集方法》，Numer。热传输。，B部分，47，5，473-489（2005） [9] Min，C.，关于重新初始化水平集函数，J.Compute。物理。，229, 8, 2764-2772 (2010) ·Zbl 1188.65122号 [10] 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