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一种改进的多介质ALE动量重映算法

2020-05-21王成栗皓李涛贾祖朋

北京理工大学学报 2020年4期

王成,栗皓,李涛,贾祖朋

(1.北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081;2.北京应用物理与计算数学研究所,北京 100088)

多介质大变形主要包括网格大变形和界面大变形[1],传统ALE方法可以很好地处理网格大变形问题,但是传统ALE方法对界面的处理往往采用拉氏方法进行处理,在计算界面大变形时遇到了很多问题[2],多介质ALE方法就是为了解决这些大变形问题,在拉格朗日方法和传统ALE方法的基础上提出的一种新的数值计算方法[3-9]. 该方法继承了欧拉方法和拉氏方法的优势,既可以计算网格大变形和界面大变形问题,又可以很好地捕捉物质界面,因此,越来越受到专家学者们的关注和重视. 最常用的ALE方法的计算步骤一般分为3步,即拉格朗日步、网格重分步和物理量重映步,其中重映方法作为ALE方法的关键技术之一,其计算结果的可靠性直接影响到ALE方法的可行性.

多介质ALE方法主要包括以下几个关键技术:①混合网格封闭模型;②界面追踪和重建方法;③网格重分和物理量重映技术. 多介质ALE方法的发展也随着几个关键技术的发展而得以不断完善. 为了发展多介质ALE方法,近几十年来,专家学者们提出了多种混合网格封闭模型,对混合网格中的物理量进行更新和计算,并得到了很好的计算效果. 界面追踪和重建方法一直是多介质流体力学计算中的难点,其中Level set方法和VOF方法以其优秀的界面重构效果得到了专家学者们的认可,成为界……

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