罗尼特·库马尔；程丽东；熊，Yunong；谢斌；雷米·阿布格雷尔；肖峰 THINC缩放方法，用于连接VOF和水平集方案。 （英语） Zbl 07513864号 J.计算。物理。 436，文章ID 110323，26 p.（2021）. 摘要：我们提出了一种新的界面采集方案，即THINC-scaling，以统一VOF（流体体积）和水平集方法，这两种方法被开发为两种不同的方法，广泛应用于各种应用中。成功的关键是保持高质量的THINC重建功能，使用水平集字段精确检索几何信息，使用VOF字段实现数值保守。界面被很好地定义为高阶多项式形式的曲面，即所谓的界面多项式曲面（PSI）。然后使用THINC重建函数通过有限体积法更新VOF场，并通过半拉格朗日方法更新水平集场。鉴于VOF场和水平集场是THINC重建函数的两个不同方面，THINC缩放方案同时保留了VOF和水平集方法的优点，即VOF方法的质量/体积守恒和水平集法的几何忠实性，通过简单的求解过程。THINC缩放方案允许用高阶多项式表示界面，并且算法简单，这在很大程度上简化了其在非结构化网格中的实现。已经开发并验证了结构化和非结构化网格中的二维和三维算法。数值结果表明，作为一种界面捕捉方法，THINC-scaling格式能够提供与其他最先进方法相比的高保真解，并且如果界面由高于二阶的多项式表示，它可以更深入地解析亚网格灯丝结构。 引用于5文件 MSC公司： 7.6亿 流体力学基本方法 76Txx型 多相多组分流动 6500万 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法 关键词：移动接口；多相流；VOF（挥发性有机物）；水准仪；THINC公司；高阶多项式界面表示 软件：前列腺；切片；Gms小时 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{R.Kumar}等人，《计算杂志》。物理。436，文章ID 110323，26 p.（2021；Zbl 07513864） 全文： 内政部 arXiv公司 参考文献： [1] Noh，W。；Woodward，P.，Slic（简单线界面计算）方法（1976年），劳伦斯·利弗莫尔实验室报告UCRL-52111·Zbl 0382.76084号 [2] 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 [3] Youngs，D.L.，具有大流体畸变的时间依赖性多材料流动，流体动力学数值方法（1982）·Zbl 0537.76071号 [4] 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 [5] Rider，W.J。；Kothe，D.B.，重建体积跟踪，J.Compute。物理。，141, 112-152 (1998) ·Zbl 0933.76069号 [6] 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 [7] 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。，199465-502（2004年）·Zbl 1126.76347号 [8] 雷纳迪，Y。；Renardy，M.，Prost：表面张力的抛物线重建，J.Compute。物理。，183, 400-421 (2002) ·Zbl 1057.76569号 [9] 斯卡多维利，R。；Zaleski，S.，用最小二乘拟合和分裂欧拉-拉格朗日平流进行界面重建，国际期刊Numer。《液体方法》，41，251-274（2003）·Zbl 1047.76080号 [10] López，J。；埃尔南德斯，J。；戈麦斯，P。；Faura，F.，基于多维平流和样条界面重建的流体体积法，J.Compute。物理。，195, 718-742 (2004) ·Zbl 1115.76358号 [11] 迪瓦卡尔，S。；Das，S.K。；Sundararajan，T.，精确跟踪两相流的基于二次样条的界面（准）重建算法，J.Compute。物理。，228, 9107-9130 (2009) ·兹比尔1388.76243 [12] 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）·Zbl 0889.76069号 [13] O.乌宾克。；Issa，R.，捕捉任意网格上尖锐流体界面的方法，J.Compute。物理。，153，26-50（1999年）·Zbl 0955.76058号 [14] Darwish，M。；Moukalled，F.，捕捉非结构化网格上自由表面流界面的对流方案，Numer。热传输。，B部分，Fundam。，49, 19-42 (2006) [15] Heyns，J.A。；马兰，A。；Harms，T。；Oxtoby，O.，《使用流体体积法建立自由表面流动模型的压缩表面捕获公式的开发》，国际期刊Numer。《液体方法》，71，788-804（2013）·Zbl 1430.76471号 [16] 张，D。；江，C。；Liang，D。；陈，Z。；Yang，Y。；Shi，Y.，用于捕捉任意网格上尖锐流体界面的改进流体体积算法，J.Compute。物理。，274, 709-736 (2014) ·Zbl 1351.76198号 [17] 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 [18] 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 [19] Osher，S。；Fedkiw，R.，隐函数，（水平集方法和动态隐曲面（2003），Springer），3-16·Zbl 1026.76001号 [20] 萨斯曼，M。；Fatemi，E.，一种有效的界面保护水平集再收敛算法及其在界面不可压缩流体流动中的应用，SIAM J.Sci。计算。，20, 1165-1191 (1999) ·Zbl 0958.76070号 [21] 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 [22] 克扎达·德卢纳（Quezada de Luna），M。；库兹明，D。；Kees，C.，一种具有内置重新收敛功能的整体保守水平集方法，J.Compute。物理。，379, 262-278 (2019) ·Zbl 07581572号 [23] 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 [24] 孙，Y。；Beckermann，C.，《使用相场方程进行夏普界面跟踪》，J.Compute。物理。，220, 626-653 (2007) ·Zbl 1228.76110号 [25] Chiu，P.-H。；Lin，Y.-T.，求解不可压缩两相流的保守相场方法，J.Comput。物理。，230, 185-204 (2011) ·Zbl 1427.76201号 [26] 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) ·Zbl 0977.76071号 [27] 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） [28] 杨，X。；詹姆斯·A·J。；Lowengrub，J。；郑，X。；Cristini，V.，非结构化三角形网格的自适应耦合水平集/流体界面体积捕获方法，J.Comput。物理。，217, 364-394 (2006) ·Zbl 1160.76377号 [29] 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》，《国际热质传递杂志》。，53, 645-655 (2010) ·Zbl 1303.76126号 [30] Aniszewski，W。；梅纳德，T。；Marek，M.，两相流中流体体积（vof）型平流方法：比较研究，计算。流体，97，52-73（2014）·兹比尔1391.76764 [31] 肖，F。；Y.Honma。；Kono，T.，使用双曲正切函数的简单代数界面捕获方案，Int.J.Numer。《液体方法》，48，1023-1040（2005）·Zbl 1072.76046号 [32] 肖，F。；Ii、S。；Chen，C.，重温thinc scheme：一种简单的代数vof算法，J.Compute。物理。，230, 7086-7092 (2011) ·Zbl 1408.76547号 [33] Ii、S。；杉山，K。；Takeuchi，S。；Takagi，S。；松本，Y。；Xiao，F.，一种具有连续函数的界面捕捉方法：具有多维重建的薄方法，J.Compute。物理。，231, 2328-2358 (2012) ·Zbl 1427.76205号 [34] Ii、S。；谢，B。；Xiao，F.，一种具有连续函数的界面捕捉方法：非结构化三角形和四面体网格上的薄方法，J.Compute。物理。，259, 260-269 (2014) ·Zbl 1349.65372号 [35] 谢，B。；Ii、S。；Xiao，F.，一种有效且准确的二维和三维非结构化网格代数界面捕获方法：具有二次曲面表示的薄方法，国际期刊数值。《液体方法》，761025-1042（2014） [36] 谢，B。；Xiao，F.，在任意混合非结构网格上高效准确地捕捉界面：具有二次曲面表示和高斯求积的薄方法，J.Compute。物理。，349, 415-440 (2017) ·兹比尔1380.76111 [37] 钱，L。；魏毅。；Xiao，F.，耦合薄集和水平集方法：具有高阶曲面表示的保守界面捕获方案，J.Compute。物理。，373, 284-303 (2018) ·Zbl 1416.76158号 [38] Shu，C.-W.，全变分时间离散化，SIAM J.Sci。统计计算。，9, 1073-1084 (1988) ·Zbl 0662.65081号 [39] Zhao，H.，Eikonal方程的快速扫掠方法，数学。计算。，74, 603-627 (2005) ·Zbl 1070.65113号 [40] 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 [41] 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） [42] 应变，J.，水平集方程的半图解法，J.计算。物理。，2, 498-533 (1999) ·Zbl 0942.76060号 [43] Geuzaine，C。；Remacle，J.，Gmsh：一个具有内置预处理和后处理设施的三维有限元网格生成器，国际期刊Numer。方法工程，79，1309-1331（2009）·Zbl 1176.74181号 [44] Zalesak，S.T.，流体的全多维通量校正传输算法，J.Compute。物理。，31, 335-362 (1979) ·Zbl 0416.76002号 [45] Ahn，H。；Shashkov，M.，自适应流体力矩法，J.Compute。物理。，2282792-2821（2009年）·Zbl 1282.76147号 [46] 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 [47] 谢弗勒，H。；Roenby，J.，根据普通网格上的体积分数数据进行精确有效的表面重建，J.Comput。物理。，383, 1-23 (2019) ·Zbl 1451.76080号 [48] Maric，T。；Marschall，H。；Bothe，D.，《一种增强的非分裂面波通量基vof方法》，J.Compute。物理。，371, 967-993 (2018) ·Zbl 1415.76501号 [49] 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) ·Zbl 1349.76636号 [50] 哈维·D·J。；Fletcher，D.F.，《一种新的流体体积平流算法：流格式》，J.Compute。物理。，162, 1-32 (2000) ·Zbl 0964.76068号 [51] 利奥维奇，P。；Rudman，M。；Liow，J。；莱克哈尔，D。；Kothe，D.，一种具有平面保持界面重建的三维非倒置体跟踪算法，计算。流体，35，1011-1032（2006）·Zbl 1177.76292号 [52] Aulisa，E。；Manservisi，S。；Scardovelli，R.，两相流和自由边界流界面重建和平流的混合标记和流体体积法，J.Compute。物理。，188, 611-639 (2003) ·Zbl 1127.76346号 [53] 洛佩兹，J。；埃尔南德斯，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 [54] Yokoi，K.，《精简方案的高效实现：一种简单实用的平滑vof算法》，J.Compute。物理。，226, 1985-2002 (2007) ·Zbl 1388.76281号 [55] Jofre，L.公司。；O.莱姆库尔。；卡斯特罗，J。；Oliva，A.，基于非结构化网格的细胞-波速度的三维流体体积平流方法，计算。流体，94，14-29（2014）·Zbl 1391.76554号 [56] 沙巴齐，K。；Paraschivoiu，M。；Mostaghimi，J.，基于三角网格重映射的二阶精确体积跟踪，J.Compute。物理。，188100-122（2003年）·Zbl 1127.76337号 [57] 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 [58] 谢，B。；Jin，P。；Xiao，F.，基于多矩有限体积公式和薄方法的界面多相流体非结构化网格数值模型，国际J.Multiph。流量，89375-398（2017） [59] 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 [60] López，J。；Zanzi，C。；Gómez，P。；福拉，F。；Hernández，J.，《一种新的三维流体体积法——第二部分：采用立方-Bézier拟合的分段平面界面重建》，国际期刊Numer。《液体方法》，58923-944（2008）·Zbl 1151.76556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。