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气液两相流的间断有限元模拟

郭虹平, 欧阳洁

计算物理 2015, 32 (2): 160-168. DOI: O24

摘要（275）

PDF （2898KB）（652）

基于非结构网格,给出模拟两相流的统一间断有限元框架.其中,不可压Navier-Stokes方程采用IPDG(Interior penalty discontinuous Galerkin)方法求解;Level Set方程采用RKDG(Runge-Kutta discontinuous Galerkin)方法求解.方腔驱动流在不同Re数时的数值结果验证了该方法在单相流动中的有效性.气泡上升过程的模拟结果表明:该方法避免了重新初始化,且计算量小、实施简单,可有效求解具有运动界面的不可压两相流问题.

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自然对流换热的高精度非结构网格有限体积法

解岩, 欧阳洁, 周文, 任朝倩

计算物理 2013, 30 (3): 337-345.

摘要（303）

PDF （2372KB）（1220）

用非结构网格有限体积法求解自然对流换热时,传统的对流项离散格式难以兼顾数值精度与计算效率,我们发展了一种耦合高精度格式的延迟修正方法,用于对流项的离散.高Re数下方腔驱动流数值计算验证了该方法具有较高的计算精度和较好的稳定性.Boussinesq流体的自然对流换热数值模拟,表明该方法能有效克服高Ra数时数值计算发散,可准确捕捉自然对流换热问题中不同偏心率下的等温线和流线分布特征.

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积分节点迎风偏移的节点积分无单元Galerkin方法

王晓东, 欧阳洁, 王玉龙, 蒋涛

计算物理 2012, 29 (2): 183-190.

摘要（289）

PDF （5434KB）（1240）

建立求解稳态对流-扩散方程的-种稳定、高效的无单元Galerkin方法.该方法计算积分时采用基于局部Taylor展开的节点积分,并根据对流占优的程度对积分节点进行自适应迎风偏移.与传统的使用稳定化的无单元Galerkin方法相比,该方法是-种不依赖于背景网格积分的纯无网格方法,具有更好的稳定性和较高的计算效率,其程序实施更为简便.

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耦合有限体积法的Brown构型场并行算法

张僡凤, 欧阳洁, 代向艳

计算物理 2012, 29 (1): 17-24.

摘要（286）

PDF （398KB）（1158）

基于FENE珠-簧链分子模型,采用耦合有限体积法的Brown构型场并行算法,对压力驱动、速度-压力同向或反向驱动的管道流进行数值模拟.数值算例验证了算法的有效性,获得了相应速度、应力及分子链拉伸量的信息.数值结果表明:链段数的增加使得流动达到稳态所需时间缩短;该并行算法有效地克服了Brown构型场方法计算量大、耗时长的缺点;当珠子数大于2时,并行效率可达85%以上.

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非结构网格上Level Set方程的间断有限元解法

刘帅强, 欧阳洁, 阮春蕾

计算物理 2011, 28 (5): 649-658.

摘要（423）

PDF （890KB）（1243）

针对间断有限元弱形式难于求解可压缩流场中Level Set方程的问题提出间断有限元强形式,从而在统-框架下解决Level Set方程在可压缩与不可压缩流场中的求解问题.通过非结构网格上采用Legendre-Gauss-Lobatto节点构造基函数,在复杂区域上可以达到任意高阶的精度.将若干-、二、三维算例与已有文献或解析解比较,验证方法追踪自由界面的有效性.结果表明,该方法适合各种情形下Level Set方程求解,易于在复杂区域的非结构网格上实施,精度高、分辨率高且具有高质量守恒性,既能避免重新初始化过程又方便向高维扩展.

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二维管道充填过程的修正SPH模拟

任金莲, 欧阳洁, 蒋涛

计算物理 2011, 28 (4): 515-522.

摘要（270）

PDF （1289KB）（1027）

通过施加一种密度初始化方法对传统光滑粒子动力学(SPH)方法进行修正,提出一种修正SPH方法.同时,为了提高边界上数值计算的准确性,提出一种新的固壁边界处理方法.通过修正SPH方法模拟液滴拉伸问题和溃坝问题,验证修正SPH方法的准确性和可靠性.随后,对研究很少的管道充填过程进行修正SPH模拟,并讨论Re对流场及涡的影响.数值结果表明,修正SPH方法能够准确模拟牛顿流体管道充填过程,且流动受Re的影响较大.

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粘性不可压流的变分多尺度数值模拟

朱海涛, 欧阳洁, 王晓东

计算物理 2011, 28 (3): 347-354.

摘要（285）

PDF （774KB）（1227）

在变分多尺度的理论框架内,将待求解的各个物理量分解到"粗"、"细"两种尺度上.在"细"尺度上采用"泡"函数作为近似函数,通过Petrov-Galerkin方法得到"细"尺度上的近似解;然后引入求解"粗"尺度方程所需的稳定项及与其相适应的稳定化因子;最后运用有限元方法求解"粗"、"细"两种尺度耦合的整体变分多尺度方程,得到有限元近似解.数值算例表明,该处理方法成功地消除了数值求解粘性不可压Navier-Stokes方程过程中,由对流占优和速度-压力失耦引起的数值伪振荡;所引入的稳定化因子适用于结构网格及非结构网格上的数值计算.

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基于SPH方法的瞬态粘弹性流体的数值模拟

杨波, 欧阳洁

计算物理 2010, 27 (5): 679-684.

摘要（316）

PDF （278KB）（1086）

运用SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)方法模拟基于Oldroyd-B模型的平面突然起动Couette流,通过数值解与解析解的比较,验证SPH方法模拟瞬态粘弹性流动的准确性;且对基于Oldroyd-B模型的方腔驱动流进行SPH模拟.采用一种新的固壁边界处理方法,有效地防止了粒子穿透,提高数值计算的准确性.用数值算例验证SPH方法对粘弹性流体模拟的有效性和稳定性.

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