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弗朗西斯科·德·维塔;菲利波·德利洛;罗伯托·维尔齐科;米盖尔·奥诺拉托

固体多相流模拟的全欧拉解算器：应用于表面重力波。 （英语） Zbl 07505951号

J.计算。物理学。 438，文章ID 110355，18 p.（2021）.
总结：本文提出了一种用于研究多相流的全欧拉解算器，用于模拟水面重力波在潜体上的传播。我们求解了不可压缩Navier-Stokes方程，并将其与流体体积技术相耦合，用于界面液相建模，固体物体的浸没体方法和流体-结构相互作用的迭代强耦合过程。流动不可压缩性是通过求解泊松方程来实现的，由于液相界面上的密度跳跃，该方程必须借助于M.S.多德和A.费兰特《计算物理杂志》273、416–434（2014；Zbl 1351.76161号)].
通过与流体-结构相互作用（如颗粒在压力驱动通道中的迁移、多相流、圆柱体的“出水”）的经典测试案例进行比较，验证了该解算器的有效性，并发现所有测试都符合良好的一致性。此外，我们展示了求解器在表面重力波在浸没式倒立摆上传播的情况下的应用，并验证了求解器可以再现波与摆之间的能量交换。最后考虑了由水下球体引起的波浪的三维溢出破碎。

MSC公司：

7.6亿 流体力学基本方法
76天xx 不可压缩粘性流体
76平方英尺 湍流

关键词：

多相流;表面重力波;流体-结构相互作用

引文：

Zbl 1351.76161号

软件：

AFiD公司;水蝇
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{F.De Vita}等人，《计算杂志》。物理学。438，文章ID 110355，18 p.（2021；Zbl 07505951）
全文： 内政部 arXiv公司

参考文献：

[1] 多德，M.S。；Ferrante，A.，《不可压缩双流体流动的快速压力校正方法》，J.Compute。物理。，273, 416-434 (2014) ·Zbl 1351.76161号
[2] Peskin，C.S.，《心脏瓣膜周围的流动模式：数值方法》，J.Compute。物理。，10, 252-271 (1972) ·兹比尔0244.92002
[3] Fadlun，E.A。；Verzicco，R。；奥兰迪，P。；Mohd-Yusof，J.，《三维复杂流动模拟的复合浸没边界有限差分方法》，J.Compute。物理。，161, 35-60 (2000) ·Zbl 0972.76073号
[4] Lee，J。；Kim，J。；Choi，H。；Yang，K.-S.，运动体问题浸没边界法中虚假力振荡的来源，J.Compute。物理。，2302677-2695（2011年）·Zbl 1316.76075号
[5] Kim，J。；Kim，D。；Choi，H.，《模拟复杂几何形状流动的浸没边界有限体积法》，J.Compute。物理。，171, 132-150 (2001) ·Zbl 1057.76039号
[6] 杨，J。；Balaras，E.，《湍流与移动边界相互作用大涡模拟的嵌入边界公式》，J.Compute。物理。，215, 12-40 (2006) ·Zbl 1140.76355号
[7] Uhlmann，M.，《模拟颗粒流的直接强迫浸没边界法》，J.Compute。物理。，209448-476（2005年）·Zbl 1138.76398号
[8] 瓦内拉，M。；Posa，A。；Balaras，E.，《浸没边界法的自适应网格细化》，J.Fluids Eng.，Trans。ASME，136，1-9（2014）
[9] 医学博士De Tullio。；克里斯塔罗，A。；巴拉拉斯，E。；Verzicco，R.，通过主动脉双瓣机械心脏瓣膜的脉动流直接数值模拟，流体力学杂志。，622, 259-290 (2009) ·Zbl 1165.76388号
[10] De Vita，F。；de Tullio，医学博士。；Verzicco，R.，通过机械主动脉瓣的非牛顿血流的数值模拟：主动脉根部的非牛顿流，Theor。计算。流体动力学。，30, 129-138 (2016)
[11] 维奥拉·F。；梅斯奇尼，V。；Verzicco，R.，左心的流体-结构-电生理相互作用（fsei）：一个多向耦合计算模型，Eur.J.Mech。B、 流体，79，212-232（2020）·Zbl 1477.76120号
[12] de Tullio，医学博士。；Pascazio，G.，用于模拟任意厚度弹性体的流体-结构相互作用的移动最小二乘浸没边界法，J.Compute。物理。，325, 201-225 (2016) ·Zbl 1375.74031号
[13] 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
[14] 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) ·Zbl 0758.76047号
[15] 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)
[16] Sethian，J.A.，《水平集方法和快速推进方法：几何流体力学、计算机视觉和材料科学中的进化接口》（1999），剑桥大学出版社：剑桥大学出版社·Zbl 0973.76003号
[17] Kim，J。；Moin，P.，《分数步法在不可压缩Navier-Stokes方程中的应用》，J.Compute。物理。，59, 308-323 (1985) ·Zbl 0582.76038号
[18] Swarztrauber，P.N.，矩形上泊松方程离散解的循环约简方法、傅里叶分析和FACR算法，SIAM Rev.，19，490-501（1977）·Zbl 0358.65088号
[19] 陈，G。；卡里夫，C。；扎莱斯基，S。；Li，J.，破碎波的二维Navier-Stokes模拟，Phys。流体，1121-133（1999）·Zbl 1147.76356号
[20] 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) ·Zbl 1280.76020号
[21] 杨，J。；Stern，F.，波-体相互作用的夏普界面浸没边界/水平集方法，J.Compute。物理。，228, 6590-6616 (2009) ·Zbl 1261.76040号
[22] Frantzis，C。；Grigoriadis，D.G.，适用于浸没边界法的双流体不可压缩流的有效方法，J.Compute。物理。，376, 28-53 (2019) ·Zbl 1416.76176号
[23] Balaras，E.，在大规模模拟中使用固定笛卡尔网格上的外力场建模复杂边界，计算。流体，33，375-404（2004）·Zbl 1088.76018号
[24] Hamming，R.W.，常微分方程的稳定预测-校正方法（1959年）·Zbl 0086.11201号
[25] 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THINC方法，J.Compute。物理。，231, 2328-2358 (2012) ·Zbl 1427.76205号
[26] 艾卡里诺，G。；Verzicco，R.，湍流模拟的浸没边界技术，应用。机械。修订版，56333-347（2003）
[27] 博拉兹贾尼，I。；Ge，L。；Sotiropoulos，F.，《模拟流体-结构与复杂三维刚体相互作用的曲线浸没边界法》，J.Compute。物理。，227, 7587-7620 (2008) ·Zbl 1213.76129号
[28] Chorin，A.J.，解决不可压缩粘性流动问题的数值方法（1967年）·Zbl 0149.44802号
[29] Shu，C.-W.，对流占优问题的高阶加权本质非振荡格式，SIAM Rev.，51，82-126（2009）·Zbl 1160.65330号
[30] 范德波尔，E.P。；Ostilla-Mónico，R。；Donners，J。；Verzicco，R.，《强湍流壁面流动的铅笔分布有限差分代码》，计算。流体，116，10-16（2015）·Zbl 1390.76250号
[31] Rosti，M.E。；De Vita，F。；Brandt，L.，剪切流中乳化液的数值模拟，机械学报。(2018)
[32] Rosti，M.E。；Ge，Z。；Jain，S.S。；多德，M.S。；Brandt，L.，均匀剪切湍流中的液滴，流体力学杂志。，876, 962-984 (2019) ·兹比尔1430.76207
[33] De Vita，F。；Rosti，M.E。；卡塞塔，S。；Brandt，L.，《关于聚结对乳液流变性的影响》，J.流体力学。，880, 969-991 (2019) ·Zbl 1430.76478号
[34] 瓦内拉，M。；Balaras，E.，嵌入式边界公式的移动最小二乘重构，计算机J。物理。，228, 6617-6628 (2009) ·Zbl 1173.65333号
[35] Breugem，W.P.，《颗粒流完全解析模拟的二阶精确浸没边界法》，J.Compute。物理。，231, 4469-4498 (2012) ·Zbl 1245.76064号
[36] 潘·T·W。；Glowinski，R.，平面Poiseuille流中中性浮力圆柱运动的直接模拟，J.Compute。物理。，181, 260-279 (2002) ·Zbl 1178.76235号
[37] Greenhow，M。；Moyo，S.，水平圆柱的水入口和出口，Philos。事务处理。R.Soc.A，数学。物理学。工程科学。，355, 551-563 (1997) ·Zbl 0890.76010号
[38] Landau，L.D。；Lifshitz，E.M.，《流体力学》（1959），佩加蒙出版社
[39] 佩林，M。；Choi，W。；Tian，Z.，《在深水和中层水域破浪》，阿努。流体力学版次。，45, 115-145 (2013) ·Zbl 1359.76066号
[40] Iafrati，A.，破碎强度对波浪破碎流动影响的数值研究，J.流体力学。，622, 371-411 (2009) ·Zbl 1165.76327号
[41] Deike，L。；波皮内特，S。；梅尔维尔，W.K.，《毛细管对破波的影响》，J.流体力学。，769, 541-569 (2015) ·兹比尔1431.76031
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