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VOF 方法捕捉界面--粘性剪切流动算例

流体体积法(Volume ofFluid)是一种典型的界面追踪方法,这种方法选取流体体积分数为界面函数S。它通过定义一个体积分数$ C $(指定的流体体积分数占网格体积的百分比)来描述界面。因此只有所在网格体积分数来描述 $ 0<C<1 $ ,而界面两侧的网格内体积分数分别满足 $ C=0 $ 和$ C=1 $。体积分数 $ C $的输运方程为: $$ {\partial C \over \partial t}+ \vec v \cdot \nabla C =0 $$

由体积分数的物理意义可知,可以采取精确的数值算法来构造体积分数的对流量,这样就可以保证VOF方法有很好的守恒性。VOF 方法中对满网格和空网格是容易的,关键问题是够着界面所在的网格即$ 0<C<1 $ 处的数值通量。我们采用两次界面推进两次界面重构的方法,分两次在x 和 y 方向进行推进。

 

粗网格下计算的结果:

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VOF 方法捕捉界面--粘性剪切流动算例