基于扩展不连续伽辽金方法与参数化水平集的热管多孔结构润湿模拟
流体动力学
2025-02-14 v1
摘要
我们对毛细管中的两相流进行了高阶模拟，包括有蒸发和无蒸发的情况。由于采用了锐界面模型，在三相接触线（流体-流体界面与毛细管壁的相互作用处）会出现奇异性。当使用高精度、高阶且数值扩散极小的流求解器时，这些奇异性尤为棘手。在本工作中，我们采用了扩展不连续伽辽金（XDG）方法，该方法精度极高，但在时间步长限制等方面存在严重局限。为应对这一挑战并提升数值方法的稳定性，我们提出了一种在两相流中表示移动界面的新方法。我们提出了一种由少量时间相关参数定义的全局解析界面描述水平集场。该方法以其简洁性和高效性著称，有效应对了两相流问题的固有复杂性。此外，它显著改善了数值稳定性并允许使用更大的时间步长，确保了模拟的可靠性和计算效率。我们比较了多种水平集表示的解析表达式，包括椭圆函数和四阶多项式，并通过毛细管上升（有蒸发和无蒸发）的文献数据对方法进行了验证。这些结果凸显了我们方法在解析复杂界面动力学方面的有效性。
引用
@article{arxiv.2502.09301,
title = {Wetting simulation of the porous structure of a heat pipe using an eXtended Discontinuous Galerkin Method and a Parameterized Level-Set},
author = {Irina Shishkina and Matthias Rieckmann and Martin Oberlack and Florian Kummer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.09301},
year = {2025}
}
备注
submitted to Proceedings of the 5th International Conference on Computational Engineering (ICCE 2024) in Darmstadt, Lecture Notes in Computational Science and Engineering. Springer, 2025