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粘性数值圆柱形储罐的自由表面流动模拟。 (英语) Zbl 1461.76105号

摘要:为了数值研究圆柱形储罐内自由表面流动的演变,通常采用柱坐标系下的规则结构网格系统来求解基于不可压缩两相流模型的控制方程。由于在规则结构网格系统中,方位方向上的网格间距与径向距离成正比,因此在方位方向上可以获得很小的网格间距,并且需要很小的计算时间步长才能满足稳定性限制。此外,利用流体体积法(VOF),自由表面的对流可能会导致严重的质量不平衡问题。因此,本文采用分区嵌入网格技术,通过逐步调整不同网格块的网格分辨率来克服这些问题。在嵌入式网格系统上,开发了一种有限体积算法来求解三维柱坐标系下的Navier-Stokes方程。基于VOF方法,采用高分辨率方案求解气相和水相之间的自由表面。对给定速度场下液体对流的计算表明,与规则结构网格系统相比,分区嵌入网格实现的VOF方法在保持质量连续性方面更先进。此外,该模型还用于模拟圆形溃坝水流的急剧瞬态演变。模拟结果在商业软件Fluent上进行了验证,结果表明两者吻合良好,并且所提出的模型没有产生任何自由表面振荡。

MSC公司:

76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
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全文: 内政部

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