×

一种耦合水平集和流体体积的方法,具有适用于非结构化网格的重新初始化步骤。 (英语) Zbl 07504699号

小结:本文基于一种简单的基于局部粒度的重新初始化方法,提出了一种水平集和流体体积方法的耦合方法,该方法根据计算单元位置评估距离函数。如果单元格属于接口,则根据相邻单元格中的搜索更新带符号距离,并根据局部曲率或以下水平集函数的符号应用插值程序[D.哈特曼等人,同上,227,第14号,6821–6845(2008年;Zbl 1189.76366号)]. 搜索算法不区分上风向和下风向,因此可以用于具有任意数量人脸的单元,从而提高了方法的鲁棒性。与流体体积法的耦合是通过在子网格层次上映射由等容面演化平流而来的体积分数场来实现的。因此,在不求解水平集方程的情况下,使用了与水平集方法的耦合。这种耦合方法比单独使用流体体积法提供了更好的精度,并且能够在这里介绍的所有经典数值试验中捕捉尖锐的界面。

MSC公司:

76倍 流体力学
65-XX岁 数值分析
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部 链接

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, 201-225 (1981) ·Zbl 0462.76020号
[2] 拉法里,B。;纳尔多,C。;斯卡多维利,R。;Zaleski,S。;Zanetti,G.,《用surfer模拟多相流中的合并和破碎》,J.Compute。物理。,113, 134-147 (1994) ·Zbl 0809.76064号
[3] 斯卡多维利,R。;Zaleski,S.,自由表面和界面流动的直接数值模拟,年度。流体力学版次。,31, 567-603 (1999)
[4] Gueyffer,D。;李,J。;纳迪姆,A。;斯卡多维利,R。;Zaleski,S.,三维流动中用平滑表面应力方法追踪流体体积界面,J.Compute。物理。,152423-456(1999年)·Zbl 0954.76063号
[5] 斯卡多维利,R。;Zaleski,S.,《矩形网格中连接线性界面和体积分数的分析关系》,J.Compute。物理。,164, 228-237 (2000) ·Zbl 0993.76067号
[6] Aulisa,E。;Manservisi,S。;斯卡多维利,R。;Zaleski,S.,《一种几何面积保护流体平流体积的方法》,J.Compute。物理。,192, 355-364 (2003) ·Zbl 1032.76632号
[7] Tryggvason,G。;斯卡多维利,R。;Zaleski,S.,《气液多相流的直接数值模拟》(2011),剑桥大学出版社·Zbl 1226.76001号
[8] Agbaglah,G。;德劳,S。;Fuster博士。;霍普夫纳,J。;Josserand,C。;波皮内特,S。;雷·P。;斯卡多维利,R。;Zaleski,S.,使用八叉树自适应性和流体体积法的多相流并行模拟,C.R.,MéC。,339,194-207(2011年)·Zbl 1217.76044号
[9] Owkes,M。;Desjardins,O.,保守、三维、非分裂、几何输运的计算框架,应用于流体体积(VOF)方法,J.Compute。物理。,270, 587-612 (2014) ·兹比尔1349.76636
[10] Ling,Y。;Zaleski,S。;Scardovelli,R.,用拉格朗日点粒子模型表示的小液滴雾化的多尺度模拟,国际J.Multiph。流量,76122-143(2015)
[11] 比纳,S。;Manservisi,S。;斯卡多维利,R。;Yecko,P。;Zaleski,S.,Vofi-初始化体积分数标量字段的库,Compute。物理学。社区。,200, 291-299 (2016)
[12] 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
[13] 梅里曼,B。;Bence,J.K。;Osher,S.J.,《多连接运动:水平集方法》,J.Compute。物理。,112, 334-363 (1994) ·Zbl 0805.65090号
[14] Chang,Y.-C。;Hou,T。;梅里曼,B。;Osher,S.,《不可压缩流体流动欧拉界面捕捉方法的水平集公式》,J.Compute。物理。,124, 449-464 (1996) ·Zbl 0847.76048号
[15] Sethian,J.A.,《水平集方法,几何-流体力学-计算机视觉和材料科学中的进化接口》,剑桥大学专著。申请。计算。数学。,3 (1996) ·Zbl 0859.76004号
[16] Sethian,J.A.,《水平集方法和快速推进方法:计算几何流体力学、计算机视觉和材料科学中的进化接口》,第3卷(1999年),剑桥大学出版社·Zbl 0973.76003号
[17] Osher,S。;Fedkiw,R.P.,《水平集方法:概述和一些最新结果》,J.Compute。物理。,169, 463-502 (2001) ·Zbl 0988.65093号
[18] 恩赖特,D。;Fedkiw,R。;Ferziger,J。;Mitchell,I.,用于改进界面捕捉的混合粒子水平集方法,J.Compute。物理。,183, 83-116 (2002) ·Zbl 1021.76044号
[19] Sethian,J.A。;Smereka,P.,《流体界面的液位设置方法》,年。流体力学版次。,35141-372(2003年)·Zbl 1041.76057号
[20] Osher,S。;Fedkiw,R.,《水平集方法和动态隐式曲面》,第153卷(2006年),Springer Science&商业媒体
[21] Sethian,J.A。;Wiegmann,A.,《通过水平集和浸入式界面方法进行结构边界设计》,J.Compute。物理。,163489-528(2000年)·Zbl 0994.74082号
[22] Osher,S。;Paragios,N.,《成像、视觉和图形中的几何水平集方法》(2003),Springer Science&商业媒体·Zbl 1027.68137号
[23] Malladi,R。;Sethian,J.A.,通过水平集曲率流进行图像处理,Proc。国家。阿卡德。科学。美国,927046-7050(1995)·Zbl 1023.68689号
[24] Dawes,W。;哈维,S。;Kellar,W.,《使用水平集作为可扩展并行几何引擎和网格生成系统的基础》(第47届美国航空航天协会航空科学会议,包括新视野论坛和航空航天博览会(2009年)),372
[25] 卡梅隆,M.K。;Fomel,S.B。;Sethian,J.A.,时间偏移的地震速度估计,逆问题。,231329(2007年)·Zbl 1127.86006号
[26] Sethian,J.A。;Shan,Y.,在具有移动界面的不规则区域上求解偏微分方程,并应用于半导体制造中的超热电沉积,J.Compute。物理。,227, 6411-6447 (2008) ·Zbl 1141.82345号
[27] Bourlioux,A.,用于追踪材料界面的耦合水平集和流体体积算法,(第六届计算流体动力学国际研讨会论文集,第6卷(1995)),15-22
[28] 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, 301-337 (2000) ·兹比尔0977.76071
[29] 北卡罗来纳州Balcázar。;O.莱姆库尔。;Jofre,L。;里戈拉,J。;Oliva,A.,非结构化网格上两相流模拟的流体体积/液位耦合方法,计算。流体,124,12-29(2016)·Zbl 1390.76048号
[30] 曹,Z。;Sun,D。;魏杰。;Yu,B.,一种基于多维平流的非结构化三角网格流体体积与水平集耦合方法,Chem。工程科学。,176, 560-579 (2018)
[31] Sun,D.L。;Tao,W.Q.,用于计算不可压缩两相流的流体体积和液位集(VOSET)耦合方法,Int.J.Heat Mass Transf。,53, 645-655 (2010) ·Zbl 1303.76126号
[32] Zhao,Y。;Chen,H.C.,在重叠网格系统上捕获自由表面的一种新的耦合水平集和流体体积方法,国际J.Multiph。流量,90144-155(2017)
[33] 新泽西州辛格。;Premachandran,B.,非结构化网格上的耦合水平集和流体体积方法,用于包括相变在内的两相流的直接数值模拟,Int.J.Heat-Mass Transf。,122, 182-203 (2018)
[34] Dianat,M。;斯科里什,M。;Garmory,A.,汽车外部水管理应用的耦合液位设置和流体体积方法,国际J.Multiph。流量,91,19-38(2017)
[35] 奥尔森,E。;Kreiss,G.,两相流的保守水平集方法,J.Compute。物理。,210, 225-246 (2005) ·Zbl 1154.76368号
[36] Albadawi,A。;Donoghue,D.B。;罗宾逊,A.J。;Murray,D.B。;Delauré,Y.M.C.,表面张力对流体体积和流体耦合体积的影响,气泡生长和分离的水平集方法,国际J.Multiph。流量,53,11-28(2013)
[37] Pringuey,T.,《一次液膜破裂的大涡模拟》(2012),剑桥大学博士论文
[38] 赵,L.H。;毛,J。;刘晓强。;Bai,X。;Willims,J.,《自由表面流动模拟的改进保守水平集方法》,J.Hydrodyn。,序列号。B、 26316-325(2014)
[39] 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
[40] Russo,G。;Smereka,P.,关于计算距离函数的评论,J.Compute。物理。,163, 51-67 (2000) ·Zbl 0964.65089号
[41] 哈特曼,D。;Meinke,M。;Schröder,W.,基于微分方程的水平集方法约束重新初始化,J.Compute。物理。,227, 6821-6845 (2008) ·Zbl 1189.76366号
[42] Roenby,J。;Bredmose,H。;Jasak,H.,锐界面平流的计算方法,R.Soc.开放科学。(2016)
[43] 韦勒,H.G。;Tabor,G。;贾萨克,H。;Fureby,C.,使用面向对象技术的计算连续体力学张量方法,计算。物理。,12, 620-631 (1998)
[44] 刘晓东。;Osher,S。;Chan,T.,加权基本非振荡格式,J.Compute。物理。,115, 200-212 (1994) ·Zbl 0811.65076号
[45] Weller,H.,基于VOF的不可压缩流和可压缩流界面捕捉方法的新方法(2008),OpenCFD Ltd技术报告
[46] Prosperetti,A。;Trygvason,G.,《多相流计算方法》(2009),剑桥大学出版社·Zbl 1166.76004号
[47] 哈特曼,D。;Meinke,M。;Schröder,W.,水平集方法的约束重新初始化方程,J.Compute。物理。,229, 1514-1535 (2010) ·Zbl 1329.76259号
[48] Dapogny,C。;Frey,P.,基于自适应三角剖分的离散等高线符号距离函数的计算,Calcolo,49,193-219(2012)·Zbl 1258.65087号
[49] Kunkelmann,C。;Stephan,P.,《用于模拟沸腾传热的标准流体体积求解器的修改和扩展》(ECCOMAS CFD2010(2010))
[50] 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
[51] Rudman,M.,《界面流动计算的体积跟踪方法》,国际期刊数值。液体方法,24,671-691(1997)·兹伯利0889.76069
[52] Ashgriz,N。;Poo Flair,J.Y.,平流和界面重建的通量线段模型,J.Compute。物理。,93, 449-468 (1991) ·Zbl 0739.76012号
[53] Pilliod,J.E。;Puckett,E.G.,跟踪材料界面的二阶精确流体体积算法,J.Compute。物理。,199, 465-502 (2004) ·Zbl 1126.76347号
[54] LeVeque,R.J.,不可压缩流平流的高分辨率保守算法,SIAM J.Numer。分析。,33, 627-665 (1996) ·Zbl 0852.76057号
[55] 宁格戈达,B。;Premachandran,B.,《具有多向平流算法的耦合水平集和流体体积法,用于有相变和无相变的两相流》,《国际热质转换杂志》。,79, 532-550 (2014)
[56] Deshpande,S.S。;Anumolu,L。;Trujillo,M.F.,评估两相流求解器泡沫间的性能,计算。科学。迪斯科。,5,第014016条pp.(2012)
[57] Yokoi,K.,《THINC方案的高效实现:一种简单实用的平滑VoF算法》,J.Compute。物理。,226, 1985-2002 (2007) ·Zbl 1388.76281号
[58] 谢,B。;Xiao,F.,在任意混合非结构化网格上实现高效准确的界面捕获:具有二次曲面表示和高斯求积的THINC方法,J.Comput。物理。,349, 415-440 (2017) ·Zbl 1380.76111号
[59] 肖,F。;Ii、S。;Chen,C.,重温THINC方案:一种简单的代数VoF算法,J.Compute。物理。,230, 7086-7092 (2011) ·Zbl 1408.76547号
[60] Jemison,M。;E.湖。;萨斯曼,M。;沙什科夫,M。;Arienti,M。;Ohta,M。;Wang,Y.,不可压缩两相流的耦合水平集矩流体方法,科学杂志。计算。,54, 454-491 (2013) ·Zbl 1352.76091号
[61] Rider,W.J。;Kothe,D.B.,重建体积跟踪,J.Compute。物理。,141112-152(1998年)·Zbl 0933.76069号
[62] 洛佩兹,J。;赫尔南德斯,J。;戈麦斯,P。;Faura,F.,《追踪不可压缩两相流中薄流体结构的改进PLIC-VoF方法》,J.Compute。物理。,208, 51-74 (2005) ·Zbl 1115.76359号
[63] 梅纳德,T。;Tanguy,S。;Berlemont,A.,耦合水平集/VoF/ghost流体方法:验证和应用于液体射流初级破碎的三维模拟,国际J.Multiph。流量,33,510-524(2007)
[64] 埃尔南德斯,J。;López,J。;Gómez,P。;Zanzi,C。;Faura,F.,《一种新的三维流体体积法——第一部分:具有面匹配通量多面体的多维平流法》,国际期刊Numer。《液体方法》,58897-921(2008)·Zbl 1151.76552号
[65] Koshizuka,S。;Oka,Y.,《不可压缩流体破碎的移动粒子半隐式方法》,Nucl。科学。工程师,123421-434(1996)
[66] Kees,C.E。;阿克曼,I。;Farthing,M.W。;Bazilevs,Y.,适用于变阶近似和非结构化网格的保守水平集方法,J.Compute。物理。,2304536-4558(2011年)·Zbl 1416.76214号
[67] 雅鲁塔,A。;Ryzhakov,P。;Pons-Prats,J。;Secanell,M.,《液滴动力学分析的隐式表面张力模型》,J.Compute。物理。,374, 1196-1218 (2018) ·Zbl 1416.76114号
[68] Gerlach,D。;托马尔,G。;比斯瓦斯,G。;Durst,F.,《表面张力主导两相流的流体体积法比较》,《国际热质传递杂志》。,49740-754(2006年)·Zbl 1189.76363号
[69] 海辛,S.-R。;图雷克,S。;库兹明,D。;北卡罗来纳州帕罗里尼。;伯曼,E。;Ganesan,S。;Tobiska,L.,《二维气泡动力学的定量基准计算》,国际期刊数值。《液体方法》,60,1259-1288(2009)·Zbl 1273.76276号
[70] Hysing,S.,《非混溶流体数值模拟的混合单元有限元水平集方法》,J.Compute。物理。,231, 2449-2465 (2012) ·Zbl 1426.76270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。