【摘 要】
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该文的目的是用数值方法研究有自由面的流动问题.用流体体积分数方法VOF计算自由面,通过直接求解原始变量的Navier-Stokes方程,重点模拟了近壁附近轴对称空泡溃灭和二维空化
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该文的目的是用数值方法研究有自由面的流动问题.用流体体积分数方法VOF计算自由面,通过直接求解原始变量的Navier-Stokes方程,重点模拟了近壁附近轴对称空泡溃灭和二维空化绕流问题.具体地选取Youngs算法作为计算自由界面的VOF方法.它使用斜线段重构网格中的界面,空间构造精度较高.该文在二维直角坐标系中采用算子不分裂的推进方式,对它进行了改进,以提高界面计算的时间精度,并推广使用于轴对称柱坐标系.算例证明了Youngs算法改进的有效性.近壁空泡溃灭是工程上研究空蚀问题的一个重点,它对泡壁瞬态特性计算的要求较高.利用该文推导的Youngs改进算法,模拟近壁空泡溃灭的过程,计算重现了实验观察到的空泡溃灭过程和细节.论文最后研究了有自由面的三维流动问题.重点在直角坐标系中推导了用斜面构造自由界面,使用分裂和不分裂推进的三维VOF方法:PLIC3D,以改善自由面求解精度;并用分裂的PLIC3D算法模拟了三维的柱形容器泄漏和旋成体出水问题,结果主要显示了它们的液面运动变化.该文在控制方程中引入了流体的微可压缩概念,使物理问题的数学模型更为完善,并且使用有前处理的共轭余量方法提高了求解流场的效率.
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