【摘 要】
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本文提出新了的混合型界面捕捉的构建思路：通过耦合波前追踪(Front Tracking)和水平集(Level Set)方法来实现多相问题中复杂界面的处理。其中：变量梯度被用来以更少的模板精确演化和重构被追踪的界面；网格上的水平集函数值根据水平集函数的定义计算，以避免耗散性强的Euler 型重新初始化过程、并能够捕捉到比网格单元小的界面结构。本文的方法可以显著改善在界面捕捉方法中十分困难的质量损失问
【机 构】
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北京大学工学院,湍流与复杂系统国家重点实验室,力学与空天技术系 北京100871;北京大学应用物理与技术研究中心 北京100871
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本文提出新了的混合型界面捕捉的构建思路：通过耦合波前追踪(Front Tracking)和水平集(Level Set)方法来实现多相问题中复杂界面的处理。其中：变量梯度被用来以更少的模板精确演化和重构被追踪的界面；网格上的水平集函数值根据水平集函数的定义计算，以避免耗散性强的Euler 型重新初始化过程、并能够捕捉到比网格单元小的界面结构。本文的方法可以显著改善在界面捕捉方法中十分困难的质量损失问题。另外，变量梯度还可以被用来精确计算法向量和曲率。本文的方法能够实现与高精度补充梯度方法(例如时空守恒元解元方法)的完全耦合。通过几个数值算例，方法的有效性被仔细的评估。结果表明本文的方法能够更精确的捕捉伴随有大变形，高应变率和动态断裂等复杂力学现象发生的多相物质相互作用问题的界面演化。
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