【摘 要】
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Level set方法是一种有效的计算多介质流动问题的数值方法。用Level set函数跟踪界面运动,易于处理界面拓扑结构的变化,简捷且易于处理大变形问题。改进虚拟流动方法(MGFM)利用
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Level set方法是一种有效的计算多介质流动问题的数值方法。用Level set函数跟踪界面运动,易于处理界面拓扑结构的变化,简捷且易于处理大变形问题。改进虚拟流动方法(MGFM)利用Level set函数将含有两种流体的流场分成各含有一种流体的两个流场,每个流场由真实流场和虚拟流场组成,每个流场可单独进行计算。这样可以成功地避开界面两边流体状态方程不同的问题。通过求解近似黎曼问题得到的物质界面的参数来定义虚拟流节点参数。这样更适合计算强激波与物质界面作用问题和激波与气水界面作用问题。
本文的重点是将捕获物质界面的Level set方法和定义虚拟流节点参数的MGFM方法与HLLC方法结合起来,开发了能够求解二维多介质可压缩流问题的程序。程序名字为HGML2D。应用HMGL2D程序对强激波与物质界面作用问题和激波与气—水界面作用等问题进行数值模拟。通过大量一维和二维数值模拟试验,验证了程序的正确性和实用性。计算结果表明HMGL2D程序在计算气—气、气液问题时具有良好的性能。此程序对开展水下发射的深入研究具有较大前景。
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