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A sharp interface approach for cavitation modeling using volume-of-fluid and ghost-fluid methods

Journal of Hydrodynamics 2017年第6期29卷 917-925页

作者： Thad Michael Jianming Yang Frederick Stern NSWC Carderock Division 9500 MaeArthur Blvd.West BethesdaMD 20817USA Fidesi Solutions LLC PO Box 734Iowa CityIA 52244USA IIHR-Hydroscience and Engineering University of lowaIowa CityIA 52242USA

This paper describes a novel sharp interface approach for modeling the cavitation phenomena in incompressible viscous flows. A one-field formulation is adopted for the vapor-liquid two-phase flow and the interface is tracked using a volume of fluid（VOF） method. Phase change at the interface is modeled using a simplification of the Rayleigh-Plesset equation. Interface jump conditions in velocity and pressure field are treated using a level set based ghost fluid method. The level set function is constructed from the volume fraction function. A marching cubes method is used to compute the interface area at the interface grid cells. A parallel fast marching method is employed to propagate interface information into the field. A description of the equations and numerical methods is presented. Results for a cavitating hydrofoil are compared with experimental data.

关键词： Incompressible flow two-phase flow cavitation modeling sharp interface method ghost fluid method volume of fluidmethod level set method parallel fast marching method marching cubes method

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