基于相场/沉浸边界法的两相流体-结构相互作用仿真的无错位投影算法
流体动力学
2024-04-24 v1 应用物理
摘要
我们提出了一种用于大密度比两相流体-结构相互作用仿真的无压振荡投影算法，实现于非错位Cartesian网格上。将不可压缩Navier-Stokes方程通过改进的五步递增压力校正算法进行耦合。利用Cahn-Hilliard方程捕获流体-流体界面，表面张力模型通过动量加权插值方案进行耦合，以抑制不物理的压力振荡，确保多相界面准确演化。通过在Eulerian-Lagrangian系统中隐式求解反馈加速度，获得流体-结构界面上的相互作用。为验证本方法的有效性，系统地进行了无压振荡效应的比较研究，包括lid驱动腔和液滴变形案例。此外，还实现并讨论了若干具有挑战性的多相仿真。作为流体-结构相互作用的示例，测试了一个绕避障碍物的上升气泡。
引用
@article{arxiv.2404.14656,
title = {A Non-staggered Projection Algorithm for Two-Phase Fluid-Structure Interaction Simulation Using the Phase-Field/Immersed-Boundary Method},
author = {Xiaoshuang Wang and Liwei Tan and Wenjun Ying and Enhao Wang and Yao Xiao and Liangqi Zhang and Zhong Zeng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.14656},
year = {2024}
}