基于相场方程的两相流模拟中一致且能量守恒的动量输运方法
流体动力学
2019-12-24 v1 计算物理
摘要
实际感兴趣的真实两相流问题常涉及高密度比的高 流动。对此类问题的准确且稳健的模拟需要特殊处理。在本工作中，我们在二阶质量守恒相场方法的框架下提出了一致且能量守恒的动量输运格式。这是通过以下方式实现的：(1) 在动量输运方程守恒形式的对流通量中考虑与相场方程右端项相关的质量通量——此修正在此前的相场模拟中缺失；(2) 采用非耗散的空间离散。我们通过数值测试（包括受空气横流作用的水射流湍流算例）证明了所提格式在精度与稳健性上的改进。我们所提出的对动量输运方程的修正可较容易地推广至一般守恒相场方法。此外，在该相场方法框架内，我们提出了一种基于自由能的表面张力计算格式。该格式显著减小了虚假电流，其基于一种可推广至其他两相流方法的通用范式。
引用
@article{arxiv.1912.10096,
title = {Consistent, energy-conserving momentum transport for simulations of two-phase flows using the phase field equations},
author = {Shahab Mirjalili and Ali Mani},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.10096},
year = {2019}
}