气液两相流曲面重构改进算法研究

摘要

针对曲面重构(CIR)算法在界面重构及体积分数法(VOF)方程求解过程中，由于采用分段逼近策略导致的经验性、精度损失和界面高度重复计算问题，提出了基于积分的曲面重构(ICIR)算法。该算法通过一系列处理策略，实现基于积分的体积分数求解，避免了对界面的经验性分段以及各分段界面高度的重复求解。测试结果表明：在随机重构1 000个圆形界面的静态测试中，相比CIR算法，ICIR算法的重构精度提升了7.71%,界面方程求解加速比为6.78;在简单汽泡水平移动测试和复杂时间反转单涡问题测试中，ICIR算法的精度相比CIR算法分别提升了3.96%和13.09%,计算耗时分别缩短了40.88%和68.31%。总体而言，ICIR算法显著提升了计算效率，并提高了重构界面的精度。

关键词

界面重构 / 曲面重构 / 气液两相流

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52306185,52176150); 叶企孙基金资助项目(22000031008)