可压缩多介质流体数值模拟中的Level-Set间断跟踪方法

计算物理 ›› 2006, Vol. 23 ›› Issue (5): 518-524.

可压缩多介质流体数值模拟中的Level-Set间断跟踪方法

张学莹¹, 赵宁¹, 王春武²

1. 南京航空航天大学航空宇航学院, 江苏南京 210016;
2. 南京航空航天大学理学院, 江苏南京 210016

收稿日期:2005-05-08 修回日期:2005-11-21 出版日期:2006-09-25 发布日期:2006-09-25
作者简介:张学莹(1973-),男,山东,博士,从事计算流体力学方面的研究,河海大学理学院210098.
基金资助:
国家自然科学基金(10576015);国防科技重点实验室基金(51479010205HK0207)资助项目

A Level-Set Discontinuity Tracking Method for Compressible Multifluids

ZHANG Xue-ying¹, ZHAO Ning¹, WANG Chun-wu²

1. College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China;
2. College of Science, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China

Received:2005-05-08 Revised:2005-11-21 Online:2006-09-25 Published:2006-09-25

摘要/Abstract

摘要： 针对可压缩多介质流体的数值模拟,发展了一种Level-Set间断追踪技术,用LS(Level-Set)函数追踪激波和捕捉界面,用Riemann问题解构造带状区域内的虚拟流体状态,对物理量的外推方法、间断附近虚拟流体的构造、间断推进速度的计算等问题进行了研究.最后对可压缩多介质流体一维和二维守恒律方程组进行数值模拟,数值计算采用通量重构的高精度WENO格式,计算结果令人满意.

关键词: 多介质流体界面, Level-Set间断跟踪, 虚拟流动方法, WENO格式

Abstract: The Level-Set discontinuity tracking technology is extended to the simulation of general compressible multimaterial flows.A Level-Set function is used to keep the track of the interface and discontinuity.A conservative high order accurate WENO scheme is employed.The ghost fluids are constructed in the narrow band region with solution of the Riemann problem.The GFM (ghost fluid method) is implemented for the study of material interface and general discontinuity such as detonation discontinuities.The algorithm is applied to simulate multi-material fluid flows and satisfactory numerical results are obtained.

Key words: multi-component fluid interface, Level-Set front tracking, ghost fluid method, WENO scheme

中图分类号:

O35
V211

张学莹, 赵宁, 王春武. 可压缩多介质流体数值模拟中的Level-Set间断跟踪方法[J]. 计算物理, 2006, 23(5): 518-524.

ZHANG Xue-ying, ZHAO Ning, WANG Chun-wu. A Level-Set Discontinuity Tracking Method for Compressible Multifluids[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2006, 23(5): 518-524.

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