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在普通的LS方法基础上,给出一种捕捉可压缩流体多重交汇界面的改进型LS方法,基本思想是在每一个时间循环步,保持LS函数始终为距离函数的基础上对LS函数进行修正,在多重交汇界面以外的区域,修正不改变界面位置,而只是减小多重交汇界面之间因摸平产生的空穴区域。其中,LS方程组和流体动力学方程组均运用非维数分裂的二阶精度有限体积差分格式计算,界面的重新初始化采用五阶WENO格式计算。 相似文献
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通过在界面处构造Riemann问题,根据流体的法向速度和压力在界面(接触间断)处连续的特性,利用Riemann问题的解不仅定义了ghost流体的值,而且对真实流体中邻近界面的点值进行了更新,使得在界面处的流体的状态满足接触间断的性质,给出了更加精确的界面边界条件,守恒误差分析表明该方法在界面计算过程中引入较小的误差.数值试验表明该方法能准确地捕捉界面和激波的位置. 相似文献
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虚拟流体方法为模拟具有清晰物质界面的多介质流动问题提供了一种简便途径.尤其基于多介质Riemann问题解的修正虚拟流体方法及其变体,能够真实考虑到界面附近非线性波的相互作用和物质性质的影响,可以有效解决各种界面强间断等挑战性难题,具有巨大的工程应用潜力.文章重点回顾了虚拟流体方法的发展历史,总结和对比了各种代表性版本在模拟可压缩多介质流时的界面条件定义方式和多维推广方式,并介绍了该方法的设计原则和精度分析方面的研究进展.文章还回顾了该方法在其他更广泛和更具挑战性典型科学问题中的最新应用进展,并对方法的优势和特点进行了总结. 相似文献
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二维多介质可压缩流的RKDG有限元方法 总被引:1,自引:0,他引:1
应用RKDG(Runge-Kutta Discontinuous Galerkin)有限元方法、Level Set方法和Ghost Fluid方法数值模拟二维多介质可压缩流,其中Euler方程组、Level Set方程和重新初始化方程的空间离散采用DG(Discontinuous Galerkin)有限元方法,时间离散采用Runge-Kutta方法.对二维的气-气和气-液两相流进行了数值计算,得到了分辨率较高的计算结果. 相似文献
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Ghost Fluid方法与双介质可压缩流动计算 总被引:1,自引:1,他引:0
应用带有Isobaric修正的GhostFluid方法配合LevelSet方法计算可压缩双介质无粘流动.该方法可以消除计算流体界面时所产生的数值跳动和耗散,且编程上比界面跟踪法简单.应用WENO格式数值求解欧拉方程和LevelSet方程,对由刚性气体状态方程所支配的一二维双介质流动进行数值计算,得到了分辨率较高的计算结果. 相似文献
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为探索高维多介质流体力学散乱点集上的Lagrange有限点方法,首先对相应一维问题进行研究,提出一种Lagrange有限点方法:在计算区域内(包括物质界面)设置任意离散点集,所有力学量都设在该点集上,在内点和界面点上分别建立离散格式.内点算法为基于Taylor展开的差分方法.界面点算法为显式追踪算法,从定解条件出发,利用Rankine-Hugoniot关系和特征差分方法,计算界面点位置及相应的状态量变化.通过追踪界面点的运动得到物质界面是方法的最大特色.典型算例计算结果与精确解符合很好,验证了算法的合理和有效性. 相似文献
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一维多介质可压缩Euler方程的高精度RKDG有限元方法 总被引:3,自引:0,他引:3
采用RKDG有限元目的、Level Set目的和改进的带"Isentropic"修正的Ghost Fluid目的模拟了一维多介质可压缩Euler方程,其中Euler方程、Level Set方程和重新初始化方程都采用了三阶精度的RKDG有限元目的进行离散,并对一维两种介质可压缩流体进行了数值实验,得到了较高分辨率的计算结果. 相似文献
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A highly efficient three-dimensional (31)) Lattice Boltzmann (LB) model for high-speed compressible flows is proposed. This model is developed from the original one by Kataoka and Tsutahara [Phys. Rev. E 69 (2004) 056702]. The convection term is discretized by the Non-oscillatory, containing No free parameters and Dissipative (NND) scheme, which effectively damps oscillations at discontinuities. To be more consistent with the kinetic theory of viscosity and to further improve the numerical stability, an additional dissipation term is introduced. Model parameters are chosen in such a way that the von Neumann stability criterion is satisfied. The new model is validated by well-known benchmarks, (i) Riemann problems, including the problem with Lax shock tube and a newly designed shock tube problem with high Mach number; (ii) reaction of shock wave on droplet or bubble. Good agreements are obtained between LB results and exact ones or previously reported solutions. The model is capable of simulating flows from subsonic to supersonic and capturing jumps resulted from shock waves. 相似文献
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A highly efficient three-dimensional (3D) Lattice Boltzmann (LB) model for high-speed compressible flows is proposed. This model is developed from the original one by Kataoka and Tsutahara [Phys. Rev. E 69 (2004) 056702]. The convection term is discretized by the Non-oscillatory, containing No free parameters and Dissipative (NND) scheme, which effectively damps oscillations at discontinuities. To be more consistent with the kinetic theory of viscosity and to further improve the numerical stability, an additional dissipation term is introduced. Model parameters are chosen in such a way that the von Neumann stability criterion is satisfied. The new model isvalidated by well-known benchmarks, (i) Riemann problems, including the problem with Lax shock tube and a newly designed shock tube problem with high Mach number; (ii) reaction of shock wave on droplet or bubble. Good agreements are obtained between LB results and exact ones or previously reported solutions. The model is capable of simulating flows from subsonic to supersonic and capturing jumps resulted from shock waves. 相似文献
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利用Ghost Fluid方法模拟激波与柱形界面相互作用 总被引:3,自引:0,他引:3
利用GhostFluid方法(后面简称Ghost方法)和γ-model方法,在同样的时空离散精度条件下,对激波与柱形界面相互作用的二维可压缩流场进行了直接模拟,并与实验结果相比较.从模拟结果看,在短时间内,Ghost方法和γ-model方法模拟的结果与实验结果基本相同,两种方法均正确地模拟出界面的位置、激波的强度和速度.但随着时间的发展,具有较大数值耗散的γ-model方法的计算结果与实验差别越来越大;而数值耗散较小的Ghost方法能较为正确地模拟界面的运动. 相似文献
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提出二维可压缩流体力学问题的拉格朗日有限点方法,将求解区域离散为适当的点集.在每个时间步,每个离散点与其周围适当的五个邻点组成一个基本计算单元.在每个计算单元上,利用有限点方法中的典型微分算子的五点近似公式直接离散流体力学方程中的微分算子,并在每个方程中加上一个人为拉普拉斯粘性项,达到稳定格式的目的.给出时间步长的自动选取算法.数值算例结果验证了算法的有效性,初步展示了其计算大变形流体问题的良好发展潜力. 相似文献