不饱和高密度比流动的局部人工扩散方法扩展
流体动力学
2025-08-29 v2
摘要
局部人工扩散（LAD）方法因保守、易于实现且适用于广泛问题范围而被视为紧凑有限差分方法的首选多物料正规化方案。然而，传统LAD方法在应用于大密度比和维持物料界面热力学平衡时面临重大挑战。这些限制源于人工扩散通量的公式以及对界面正规化依赖于焓扩散。此外，传统LAD方法在大密度比下难以确保稳定性、无法维持有限界面厚度，因而不适用于建模不饱和界面。本文讨论了传统LAD方法的这些问题的来源，并提出了修改方案，使其能够模拟大密度比和不饱和流动。该方法针对体分数中的梯度和振铃，转而针对质量分数进行人工扩散，以一致正规化大密度比界面。此外，本方法引入了人工体积密度扩散项，以强制执行平衡条件。为解决不饱和流动的建模挑战，采用保守的 diffuse 界面项以确保有限界面厚度。方法中特别考虑了这些关键特性在 N 物料流动中的维持。通过一系列标准测试用例演示了该方法的有效性，并通过与微气泡水中坍缩的实验数据比较来验证了其准确性。这些结果突显了该方法的稳健性以及其 ability 克服传统LAD方法的局限性。
引用
@article{arxiv.2503.12680,
title = {An Extension of the Localized Artificial Diffusivity Method for Immiscible and High Density Ratio Flows},
author = {Steven R. Brill and Britton J. Olson and Guillaume T. Bokman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.12680},
year = {2025}
}