梯度增量level set/虚拟网格法模拟波浪结构物相互作用

作     者：石伏龙 辛建建 马麟 SHI Pu-Long;XIN Jian-Jian;MA Lin

作者机构：武汉理工大学交通学院武汉430063 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2018年第39卷第11期

页      面：2420-2428页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中央高校基本科研业务费(No.2016-YB-013) 

主　　题：虚拟网格法 梯度增量level set 多相流 波浪结构物相互作用 

摘      要：针对波浪结构物相互作用的数值模拟问题,本文结合虚拟网格法和梯度增量level set (GALS)法发展了一个基于直角网格的多相流计算方法,其有能力模拟多个动物体与强非线性自由表面的相互作用。该模型采用时间半隐式有限差分法在固定直角网格上求解不可压缩两相流Navier-Stokes方程。采用虚拟网格浸入边界法通过在物体内部布置虚拟网格以考虑浸入边界对流场的影响。GALS方法捕捉强非线性自由表面如波浪翻卷和射流,并通过同时演化level set (LS)方程和其梯度向量方程以提高经典LS方法的精度。基于提出的数值方法,模拟了一系列典型算例,包括交错布置两圆柱相向运动,横向激励下的液舱共振晃荡和圆柱常速入水问题。本文结果与数值和试验结果吻合较好,从不同方面验证了本文计算方法的精度和可靠性。