矩形网格上VOF运动界面重构的流体体积分数保持法

计算物理 ›› 2008, Vol. 25 ›› Issue (4): 431-436.

矩形网格上VOF运动界面重构的流体体积分数保持法

王如云¹, 陈萍萍², 班长英³

1. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 江苏南京 210098;
2. 烟台南山学院基础部, 山东烟台 265700;
3. 山东省东营市胜利一中数学组, 山东东营 257000

收稿日期:2007-01-23 修回日期:2007-10-30 出版日期:2008-07-25 发布日期:2008-07-25
作者简介:王如云(1963-),男,教授,安徽芜湖,从事物理海洋学研究.
基金资助:
水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放研究基金(2005407411);中教育部科学技术研究重点项目(104104);江苏省普通高等学校高新技术产业发展项目(JH03-010)资助项目

Keeping Volume Fraction of Fluid in Reconstructing Moving-interfaces of VOF on Rectangular Meshes

WANG Ruyun¹, CHEN Pingping², BAN Changying³

1. State Key Laboratory of Hydrology-water Resources and Hydraulic Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China;
2. General Study Program, Yantai Nanshan College, Yantai 265700, China;
3. Mathematics Group, NO.1 Middle School of Shengli Oil Field, Dongying 257000, China

Received:2007-01-23 Revised:2007-10-30 Online:2008-07-25 Published:2008-07-25

摘要/Abstract

摘要： 针对处理运动界面问题的流体体积函数(VOF)法,提出一种新的流体体积分数保持界面重构算法.该方法在单个网格内用斜线段近似运动界面,并要求相邻网格内的斜线段在公共边上的交点重合,通过保持网格内的流体体积分数不变,在边界网格上建立非线性方程组,通过求解非线性方程组,确定运动界面边界线与网格线的交点位置,最终重构出运动界面的形状.应用算例模拟结果表明,该方法能够高精度,较少尖点地重构运动界面,证实了该方法的有效性和可行性.

关键词: VOF, 界面重构, 流体体积分数保持, 矩形网格

Abstract: A moving interface reconstructing algorithm keeping volumed fraction of fluid in the volume of fluids (VOF) method is presented. The moving interface is approximated by a diagonal line of a grid, and two diagonal lines located in adjacent grids intersect on a public side. By keeping constant volume fraction of fluid in each grid, nonlinear equations are built on boundary grids, location of intersecting points of moving-interfaces with grid sides are decided by solving equations. The shape of moving-interfaces is reconstructed. The method simulates accurately moving interfaces with fewer cusps. Its availability and efficiency are demonstrated.

Key words: volume of fluids, reconstruction of moving interface, keeping volume fraction of fluid, rectangular grid

中图分类号:

O24 O35

王如云, 陈萍萍, 班长英. 矩形网格上VOF运动界面重构的流体体积分数保持法[J]. 计算物理, 2008, 25(4): 431-436.

WANG Ruyun, CHEN Pingping, BAN Changying. Keeping Volume Fraction of Fluid in Reconstructing Moving-interfaces of VOF on Rectangular Meshes[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2008, 25(4): 431-436.

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