VOF(Volume Of Fluid)方法能够通过在欧拉网格上使用离散的体积分数域表示光滑界面,在不可混合流体的数值模拟中得到广泛应用。针对多相流仿真中的液滴曲率计算问题,开发了一种计算界面曲率的算法。首先提出了一种新的数据生成方法,在...VOF(Volume Of Fluid)方法能够通过在欧拉网格上使用离散的体积分数域表示光滑界面,在不可混合流体的数值模拟中得到广泛应用。针对多相流仿真中的液滴曲率计算问题,开发了一种计算界面曲率的算法。首先提出了一种新的数据生成方法,在液滴界面上进行随机采样,增强网格内体积分数的信息量,并调整取值范围以覆盖正负曲率。然后改进了传统的深度神经网络(DNN)模型,使其在计算曲率时保持对称性。基于VOF方法与该模型,利用目标单元及邻近单元体积分数计算曲率。最后选取最优模型并应用于Basilisk软件中,以提高计算曲率的准确性和稳定性。测试结果表明,其计算曲率时准确稳定。在计算小半径液滴曲率时,误差减小了25%至50%,并能用于液滴融合仿真,证明了其应用价值。展开更多
根据Level-Set方法和VOF方法的优缺点,近年来兴起了一类界面追踪的耦合方法——CLSVOF(Coupled Level-Set and Volume-of-Fluid Method)方法。本文阐述了该方法的耦合实现过程,通过旋转流场和剪切流场2个算例验证了CLSVOF方法相比Level-...根据Level-Set方法和VOF方法的优缺点,近年来兴起了一类界面追踪的耦合方法——CLSVOF(Coupled Level-Set and Volume-of-Fluid Method)方法。本文阐述了该方法的耦合实现过程,通过旋转流场和剪切流场2个算例验证了CLSVOF方法相比Level-Set方法实现了计算过程中的物理量守恒,克服了VOF方法难以准确计算界面的法向和曲率的缺点。使用该方法对溃坝模型进行计算,并将数值模拟结果进行对比分析。结果表明:CLSVOF方法计算结果更加接近于实验结果,该方法相比其他界面追踪方法具有更高的运动界面追踪分辨率。由此说明CLSVOF方法模拟具有自由表面流动工程实际问题的精确性和可行性。展开更多
根据Level-Set方法和VOF方法各自的优缺点,耦合生成一种Level-Set和VOF的耦合界面追踪方法,简称CLSVOF(Coupled Level Set and Volume Of Fluid Method)方法。CLSVOF方法利用Level-Set函数计算VOF体积份额,克服了VOF方法难以准确计算界...根据Level-Set方法和VOF方法各自的优缺点,耦合生成一种Level-Set和VOF的耦合界面追踪方法,简称CLSVOF(Coupled Level Set and Volume Of Fluid Method)方法。CLSVOF方法利用Level-Set函数计算VOF体积份额,克服了VOF方法难以准确计算界面的法向量和曲率的缺点;同时又利用VOF体积份额修正Level-Set函数,克服了Lev-el-Set方法在计算过程中有物理量的损失的缺点。用旋转流场和剪切流场的数值算例验证了CLSVOF方法相比VOF方法提高了运动界面追踪的分辨率,相比Level-Set方法实现了计算过程中的物理量守恒。运用CLSVOF方法数值模拟了两个多介质流运动界面算例,分别是自由剪切层问题和气泡在静止水体中上升问题.对比数值模拟结果与理论分析和实验结果可知CLSVOF方法能精确地追踪多介质流运动界面。展开更多
文摘VOF(Volume Of Fluid)方法能够通过在欧拉网格上使用离散的体积分数域表示光滑界面,在不可混合流体的数值模拟中得到广泛应用。针对多相流仿真中的液滴曲率计算问题,开发了一种计算界面曲率的算法。首先提出了一种新的数据生成方法,在液滴界面上进行随机采样,增强网格内体积分数的信息量,并调整取值范围以覆盖正负曲率。然后改进了传统的深度神经网络(DNN)模型,使其在计算曲率时保持对称性。基于VOF方法与该模型,利用目标单元及邻近单元体积分数计算曲率。最后选取最优模型并应用于Basilisk软件中,以提高计算曲率的准确性和稳定性。测试结果表明,其计算曲率时准确稳定。在计算小半径液滴曲率时,误差减小了25%至50%,并能用于液滴融合仿真,证明了其应用价值。
文摘根据Level-Set方法和VOF方法的优缺点,近年来兴起了一类界面追踪的耦合方法——CLSVOF(Coupled Level-Set and Volume-of-Fluid Method)方法。本文阐述了该方法的耦合实现过程,通过旋转流场和剪切流场2个算例验证了CLSVOF方法相比Level-Set方法实现了计算过程中的物理量守恒,克服了VOF方法难以准确计算界面的法向和曲率的缺点。使用该方法对溃坝模型进行计算,并将数值模拟结果进行对比分析。结果表明:CLSVOF方法计算结果更加接近于实验结果,该方法相比其他界面追踪方法具有更高的运动界面追踪分辨率。由此说明CLSVOF方法模拟具有自由表面流动工程实际问题的精确性和可行性。
基金the National Natural Science Foundation of China(Grant No.10472032,50879030,51179077)the Project Founded by Priority Academic Program Development of Jiangsu Higher Education Institutions
基金Supported by National Natural Science Foundation of China (51175001)Introduce Talented Person of Anhui University of Technology and Science (2009YQQ009)Young Talents in College of Anhui Province (2011SQRL169)
文摘根据Level-Set方法和VOF方法各自的优缺点,耦合生成一种Level-Set和VOF的耦合界面追踪方法,简称CLSVOF(Coupled Level Set and Volume Of Fluid Method)方法。CLSVOF方法利用Level-Set函数计算VOF体积份额,克服了VOF方法难以准确计算界面的法向量和曲率的缺点;同时又利用VOF体积份额修正Level-Set函数,克服了Lev-el-Set方法在计算过程中有物理量的损失的缺点。用旋转流场和剪切流场的数值算例验证了CLSVOF方法相比VOF方法提高了运动界面追踪的分辨率,相比Level-Set方法实现了计算过程中的物理量守恒。运用CLSVOF方法数值模拟了两个多介质流运动界面算例,分别是自由剪切层问题和气泡在静止水体中上升问题.对比数值模拟结果与理论分析和实验结果可知CLSVOF方法能精确地追踪多介质流运动界面。
