马克西姆·西亚尔德;福雷德里克·吉布;戴维·桑蒂兰 不可压缩两相流的精确数值模拟。 (英语) Zbl 1452.76135号 J.计算。物理。 391, 91-118 (2019). 小结:我们提出了一种在二维和三维空间中模拟不可压缩不混溶流体的数值方法。它是在自适应非梯度Oc/四叉树笛卡尔网格上构造的一种改进的压力校正投影方法,使用水平集框架捕捉两种流体之间的运动界面。对界面位置、流体参数不连续性和界面跳跃条件的尖锐处理确保了在“L”-范数中收敛。使用一种新的压力猜测结构,我们能够减轻毛细管力引起的标准时间步长限制。该求解器经过了数值验证,并用于模拟物理相关问题的动力学,如电场中上升的气泡和粘性液滴。 引用于18文件 MSC公司: 76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用 76T06型 液-液双组分流动 76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程 6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法 76周05 磁流体力学和电流体力学 关键词:两相流;不可压缩Navier-Stokes;投影法;急跳条件;水平设置;标记和单元格网格 软件:PETSc公司;水蝇;沃罗++ PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{M.Theillard}等人,《计算杂志》。物理。391,91-118(2019;Zbl 1452.76135) 全文: 内政部 参考文献: [1] Aslam,T.,《多维外推的偏微分方程方法》,J.Compute。物理。,193, 349-355 (2004) ·Zbl 1036.65002号 [2] 巴莱,S。;Abhyankar,S。;M.F.亚当斯。;Brown,J.等人。;布鲁纳,P。;Buschelman,K。;达尔星。;埃伊霍特,V。;格罗普,W.D。;考希克,D。;Knepley,M.G。;May,D.A。;Curfman McInnes,L。;鲁普,K。;史密斯,B.F。;赞皮尼,S。;张,H。;Zhang,H.,PETSc网页(2017) [3] 巴加,D。;韦伯,M.E.,《粘性液体中的气泡:形状、尾迹和速度》,《流体力学杂志》。,105, 61-85 (1981) [4] Brackbill,J.U。;科特,D.B。;Zemach,C.,《模拟表面张力的连续体方法》,J.Compute。物理。,100, 335-354 (1992) ·Zbl 0775.76110号 [5] Chang,Y.-C。;Hou,T。;梅里曼,B。;Osher,S.,基于不可压缩流体界面水平集公式的欧拉捕获方法,J.Compute。物理。,124, 449-464 (1996) ·Zbl 0847.76048号 [6] Chorin,A.,解决不可压缩粘性流动问题的数值方法,J.Compute。物理。,2, 12-26 (1967) ·Zbl 0149.44802号 [7] 达斯,D。;Saintillan,D.,《强电场中粘性液滴的电流体动力学:数值模拟》,J.流体力学。,8829, 127-152 (2017) ·Zbl 1460.76923号 [8] 达斯,D。;Saintillan,D.,《瞬态液滴电流体动力学的非线性小变形理论》,J.流体力学。,810, 225-253 (2017) ·Zbl 1383.76541号 [9] Fedkiw,R.P。;Aslam,T。;梅里曼,B。;Osher,S.,《多材料流动界面的非振荡欧拉方法》(鬼流体方法),J.Compute。物理。,152, 457-492 (1999) ·Zbl 0957.76052号 [10] Feng,J.Q.,液滴电旋转的二维电动流体力学模型,胶体界面科学杂志。,246, 112-121 (2002) [11] 弗朗索瓦,M.M。;康明斯,S.J。;Dendy,E.D。;科特,D.B。;西西里岛,J.M。;Williams,M.W.,体积跟踪框架内连续和尖锐界面表面张力模型的平衡力算法,J.Compute。物理。,213, 141-173 (2006) ·Zbl 1137.76465号 [12] 加卢辛斯基,C。;Vigneaux,P.,《关于具有表面张力的双流体流动的稳定性条件:在微流体中的应用》,J.Compute。物理。,227, 6140-6164 (2008) ·Zbl 1388.76051号 [13] 吉特·A。;Lepilliez,M。;Tanguy,S。;Gibou,F.,解决不规则域上不连续的椭圆问题——Voronoi界面方法,J.Comput。物理。,298, 747-765 (2015) ·Zbl 1349.65579号 [14] 吉特·A。;米歇尔·泰拉德。;Gibou,F.,任意几何和自适应四叉树/八叉树上不可压缩Navier-Stokes方程的稳定投影方法,J.Comput。物理。,292, 215-238 (2015) ·Zbl 1349.76336号 [15] Guthrie,R.I.L。;Bradshaw,A.V.,《气体包层的稳定性落后于通过粘性液体上升的大球冠气泡》,《化学》。工程科学。,24, 913-917 (1969) [16] 哈洛,F。;Welch,J.,含自由表面流体随时间变化的粘性不可压缩流动的数值计算,Phys。流体,82182-2189(1965)·Zbl 1180.76043号 [17] Kang,M。;Fedkiw,R。;Liu,X.-D.,多相不可压缩流动的边界条件捕捉方法,科学学报。计算。,15, 323-360 (2000) ·Zbl 1049.76046号 [18] Lamb,H.,《流体动力学》(1932),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社伦敦·JFM 26.0868.02号 [19] Lanauze,J.A。;Walker,L.M。;Khair,A.S.,《惯性和电荷弛豫对电动流体动力液滴变形的影响》,Phys。流体,25,第112101条pp.(2013) [20] LeVeque,R.J。;Li,Z.,《弹性边界或表面张力Stokes流的浸没界面法》,SIAM J.Sci。计算。,18, 709-735 (1997) ·Zbl 0879.76061号 [21] Frank Losasso;罗恩·费德昆;Osher,Stanley,水平集方法和不可压缩流的空间自适应技术,计算。流体,35,995-1010(2006)·Zbl 1177.76295号 [22] Melcher,J.R。;Taylor,G.I.,《电流体动力学:界面剪切应力作用的回顾》,年。流体力学版次。,1, 111-146 (1969) [23] 最小值C。;Gibou,F.,非梯度自适应网格上不可压缩Navier-Stokes方程的二阶精确投影方法,J.Compute。物理。,219, 912-929 (2006) ·Zbl 1330.76096号 [24] 最小值C。;Gibou,F.,非梯度自适应笛卡尔网格上的二阶精确水平集方法,J.Compute。物理。,225, 300-321 (2007) ·Zbl 1122.65077号 [25] 米尔扎德,M。;米歇尔·泰拉德。;Helgadöttir,A。;男孩,D。;Gibou,F.,非线性Poisson-Boltzmann方程的自适应有限差分求解器及其在生物分子计算中的应用,Commun。计算。物理。,13, 150-173 (2013) ·Zbl 1388.65135号 [26] Nguyen,D.Q。;Fedkiw,R.P。;Kang,M.,《不可压缩火焰不连续性的边界条件捕捉方法》,J.Compute。物理。,172, 71-98 (2001) ·Zbl 1065.76575号 [27] 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, 12-49 (1988) ·Zbl 0659.65132号 [28] Peskin,C.,心脏血流的数值分析,计算机杂志。物理。,25, 220-252 (1977) ·Zbl 0403.76100号 [29] Peskin,C.,浸没边界法,数值学报。,11, 479-517 (2002) ·Zbl 1123.74309号 [30] Popinet,S.,Gerris:复杂几何中不可压缩Euler方程的基于树的自适应求解器,J.Compute。物理。,190, 572-600 (2003) ·Zbl 1076.76002号 [31] Popinet,S.,《表面张力驱动界面流动的精确自适应解算器》,J.Compute。物理。,228, 5838-5866 (2009) ·兹比尔1280.76020 [32] 波皮内特,S。;Zaleski,S.,《准确表示表面张力的前向跟踪算法》,国际期刊编号。液体方法,30775-793(1999)·Zbl 0940.76047号 [33] Rycroft,C.H.,Voro++:C++中的三维Voronoi细胞库,混沌,19,文章041111 pp.(2009) [34] Salipante,菲律宾。;Vlahovska,P.M.,强均匀直流电场中液滴的电流体动力学,物理学。流体,22,第112110条pp.(2010) [35] Saville,D.A.,《电流体动力学:泰勒-梅尔彻漏介质模型》,年。流体力学版次。,29, 27-64 (1997) [36] 施罗德,C。;郑伟。;Fedkiw,R.,欧拉模拟网格上拉格朗日曲面网格的半隐式表面张力公式,J.Comput。物理。,231, 2092-2115 (2012) ·Zbl 1382.76197号 [37] Shin,S。;Juric,D.,使用水平轮廓重建方法模拟三维多相流,用于无连接的前方跟踪,J.Compute。物理。,180, 427-470 (2002) ·Zbl 1143.76595号 [38] 舒,C.-W。;Osher,S.,《本质上非振荡激波捕获方案的有效实现》,J.Compute。物理。,77, 439-471 (1988) ·Zbl 0653.65072号 [39] 萨斯曼,M。;Almgren,A。;贝尔·J。;科尔拉,P。;豪厄尔,L。;欢迎,M.,《不可压缩两相流的自适应水平集方法》,J.Compute。物理。,148, 81-124 (1999) ·Zbl 0930.76068号 [40] 萨斯曼,M。;Puckett,E.G.,用于计算3D和轴对称不可压缩两相流的耦合液位集和流体体积法,J.Compute。物理。,162, 301-337 (2000) ·Zbl 0977.76071号 [41] 萨斯曼,M。;斯梅雷卡,P。;Osher,S.,《计算不可压缩两相流解的水平集方法》,J.Compute。物理。,114, 146-159 (1994) ·Zbl 0808.76077号 [42] 萨斯曼,M。;史密斯,K.M。;侯赛尼,M.Y。;Ohta,M。;Zhi-Wei,R.,《不可压缩两相流的锐界面法》,J.Compute。物理。,221, 469-505 (2007) ·Zbl 1194.76219号 [43] Taylor,G.I.,《电流体动力学研究》。电场在一滴中产生的循环,Proc。R.Soc.伦敦。A、 29115-166(1966) [44] 米歇尔·泰拉德。;Rycroft,C。;Gibou,F.,非梯度自适应八叉树和四叉树笛卡尔网格上的多重网格方法,科学杂志。计算。,55, 1-15 (2013) ·Zbl 1273.65188号 [45] S.O.Unverdi。;Tryggvason,G.,《粘性、不可压缩、多流体流动的前跟踪方法》,J.Compute。物理。,100, 25-37 (1992) ·兹比尔0758.76047 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。