移动网格与Level Set耦合方法在气-液两相流数值模拟中的应用

摘要

本文采用自适应移动网格与Level Set函数相耦合的方法来实现气-液两相流的数值模拟与计算。作为自适应网格方法的一种,移动网格方法主要是为了解决发展方程的计算问题而设计的方法。文中给出了移动网格的生成方程,并针对方程的非线性,给出了一种半隐式的离散方法用于进行求解。本文将移动网格方法与Level Set方法相耦合,将控制流体运动的Navier-Stokes方程以及追踪相界面的Level Set方程转换到曲线坐标下,应用一套曲线坐标方程组来同时描述气、液两相流的运动规律,成功实现了对气-液两相流问题的数值模拟。通过对顶盖驱动流的计算以及对液滴沉降现象的模拟计算,验证了本文方法的可靠性。本文对常重力与微重力下两气泡融合的发展规律进行了数值模拟,通过分析对比,得到了重力对两气泡融合变形的影响规律。