全马赫数求解器中基于VoF的耦合压力-温度方程多重网格求解器
计算物理
2023-01-25 v1 流体动力学
摘要
我们给出了 Fuster & Popinet (2018) 全马赫数求解器的推广，以考虑两种不同可压缩相之间的热扩散。通过求解压力与温度的双向耦合方程组，相对于经典显式离散格式，当前代码提高了求解器的鲁棒性与精度。我们提出了不同的测试用例以验证热效应的实现：类 Epstein-Plesset 温度问题被证明与谱方法解吻合良好。该代码还能复现球形气泡的自由小振幅振荡，其中存在可捕捉等温与绝热 regime 之间过渡的解析解。我们展示了驻波中单声致发光气泡 (SBSL) 的结果，并将直接数值模拟 (DNS) 的结果与文献中其他方法进行比较。此外，研究了 Rayleigh 坍缩问题，以评估热效应对球形气泡坍缩期间达到的峰值压力的重要性。最后，研究了刚性边界附近气泡的坍缩，给出了热通量随间距 (stand-off distance) 的变化。
引用
@article{arxiv.2206.11294,
title = {A multigrid solver for the coupled pressure-temperature equations in an all-Mach solver with VoF},
author = {Youssef Saade and Detlef Lohse and Daniel Fuster},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.11294},
year = {2023}
}