浸入式界面模型的辅助变量法求解及其应用

摘要

提出了不可压缩流体的浸入式界面运动方程组的数值解法。首先引入了标量辅助变量(Scalar Auxiliary Variable, SAV)方法将浸入式界面模型重新表述为一个等价系统，然后为新系统提出了两种二阶离散格式。该格式在每个时间步需计算两个未知表面张力、两个速度场和两个压力场，并用一个非线性代数方程求解连接两个场的标量数。同时，还证明了两种SAV格式都具有无条件的能量稳定性，并对SAV-CN全离散格式进行收敛性分析。最后，用数值实验来证明该算法的准确性和有效性。

关键词

流体–界面相互作用 / 辅助变量方法 / 无条件稳定 / 谱方法 / 不可扩展的浸没界面

基金资助

国家自然科学基金(11901100); 福建省自然科学基金(2020J05111)