基于保持距离性质的后验质量修正的守恒水平集方法用于不可压缩多相流模拟
计算物理
2022-02-22 v1
摘要
作为最流行的界面捕捉方法之一，水平集方法本质上非守恒，其演化通常导致非物理的质量增益/损失。本文提出了一种用于不可压缩多相流模拟的新型守恒水平集方法。通过对水平集场引入微小扰动进行后验质量修正，该扰动通过牛顿法求解。与以往研究不同，本质量修正后水平集函数的符号距离性质被精确保持。此外，该方法可容易地从二维推广到三维。由于修正无需在每个时间步施加，对计算效率的影响轻微。考虑了涉及纯界面演化问题和多相流问题的多种基准算例以验证本方法。对所有算例，定量比较了原方法与本方法的精度与效率。观察到，以可忽略的额外代价，本方法将守恒误差降低到机器精度量级，表明其在复杂多相流模拟中的潜在应用。
引用
@article{arxiv.2202.10275,
title = {A conservative level-set method based on a posterior mass correction preserving distance property for incompressible multiphase flows simulations},
author = {Tian Long and Jinsheng Cai and Shucheng Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.10275},
year = {2022}
}