自由表面论文：自由表面 数值模拟 VOF方法 斜线法 输运量.doc

艿螅蚅膈膄螅螇羁薃螄羀芇葿螃肂肀莅螂螂芅芁荿袄肈膇莈羆芃蒆蒇蚆肆莂蒆螈节芈蒅袀肄芄蒄肃袇薂蒃螂膃蒈蒃袅羆莄蒂羇膁芀蒁蚇羄膆薀蝿腿蒅蕿袁羂莁薈羄膈莇薇螃羀芃薇袆芆腿薆羈聿蒇薅蚇芄莃薄螀肇艿蚃袂节膅蚂羄肅蒄蚁蚄袈蒀蚁袆膄莆蚀罿羆节虿蚈膂膈蚈螁羅蒇蚇袃膀莃螆羅羃艿螅蚅膈膄螅螇羁薃螄羀芇葿螃肂肀莅螂螂芅芁荿袄肈膇莈羆芃蒆蒇蚆肆莂蒆螈节芈蒅袀肄芄蒄肃袇薂蒃螂膃蒈蒃袅羆莄蒂羇膁芀蒁蚇羄膆薀蝿腿蒅蕿袁羂莁薈羄膈莇薇螃羀芃薇袆芆腿薆羈聿蒇薅蚇芄莃薄螀肇艿蚃袂节膅蚂羄肅蒄蚁蚄袈蒀蚁袆膄莆蚀罿羆节虿蚈膂膈蚈螁羅蒇蚇袃膀莃螆羅羃艿螅蚅膈膄螅螇羁薃螄羀芇葿螃肂肀莅螂螂芅芁荿袄肈膇莈羆芃蒆蒇蚆肆莂蒆螈节芈蒅袀肄芄蒄肃袇薂蒃螂膃蒈蒃袅羆莄蒂羇膁芀蒁蚇羄膆薀蝿腿蒅蕿袁羂莁薈羄膈莇薇螃羀芃薇袆芆腿薆羈聿蒇薅蚇芄莃薄螀肇艿蚃袂节膅蚂羄肅蒄蚁蚄袈蒀蚁袆膄莆蚀罿羆节虿蚈膂膈蚈螁羅蒇蚇袃膀莃螆羅羃艿螅蚅膈膄螅螇羁薃螄羀芇葿螃肂肀莅螂螂芅芁荿袄肈膇莈羆芃蒆蒇蚆肆莂蒆螈 自由表面论文：一个自由表面输运过程数值模拟方法研究【中文摘要】本文对自由表面模拟方法进行了概述,对一些具有代表性的方法做了详细的介绍和对比,从对比中发现每种方法的优劣,最终本文选择VOF方法模拟自由表面。在VOF法中,又分为很多种具体的实施方法,本文独辟蹊径,在YOUNS方法的基础上进行了改进,运用VOF方法中的斜线法模拟自由表面,并与YOUNS方法做了对比。求解单元体间的液体输运量是自由表面模拟的关键所在,VOF方法主要是求解单元体间的液体输运量。本文模拟自由表面的基本步骤如下:根据给定的液体初始分布,利用改进的法向公式求解初始时刻自由表面的法向,结合斜线法的性质,模拟出斜线与自由表面单元体边界的交点,斜线与自由表面单元体的一条边有存在两个交点的情况,对其中两个交点进行拟合,这就完成了对自由表面初始时刻的模拟。根据拟合后的自由表面结合流场,计算出下一时间段的液体输运量,进而求出下一时刻每一单元体的液体含量,这样就可以模拟出下一时刻的自由表面。重复上述过程,就可以模拟出任意时刻自由表面的存在形式。本文做出了在给定速度下的多种自由表面模拟结果,对模拟结果进行分析,其体积变化率大多在10(-8)左右,其形状也没有太大变化。本文还运用SIMPLE算法.【英文摘要】In this work, an overview of free surface simulation method was firstly given and the detailed description and comparison of some typical methods were carried out. Finally, VOF method was chosen to simulate free face after the advantages and disadvantages of each method were taken into consideration. In the VOF method, there are a variety of specific implementing measures. A new style was developed in this study based on the improvement of YOUNS method and oblique line method in the VOF method was selected .【关键词】自由表面 数值模拟 VOF方法 斜线法 输运量【英文关键词】free surface numerical simulation VOF method oblique line method transport volume【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848【目录】一个自由表面输运过程数值模拟方法研究摘要5-6Abstract6引言9-101 文献综述10-131.1 自由表面研究的发展与现状101.2 自由表面研究的方法10-111.3 自由表面研究中涉及的理论模型111.4 自由表面研究的数值方法11-121.5 本文研究的目的内容和意义12-132 VOF 方法的发展13-222.1 VOF 方法的基本原理132.2 VOF 方法的数学原理13-172.2.1 F 函数的演化方程和离散方程13-142.2.2 F 函数离散方程的改进14-172.3 自由表面的描述17-212.3.1 自由表面描述方法的改进17-192.3.2 自由表面法向的改进19-212.4 本章小结21-223 VOF 方法重构自由表面22-533.1 自由表面的法向及切线位置的确定22-253.1.1 自由表面法向的确定22-233.1.2 自由表面的分类233.1.3 自由表面切线的性质23-253.2 自由表面位置的确定25-283.2.1 自由表面切线位置的确定25-273.2.2 自由表面的拟合27-283.3 斜线重构自由表面28-413.3.1 重构自由表面方法的比较283.3.2 重构法中流量的计算28-413.4 自由表面重构流程图413.5 计算实例及分析41-523.5.1 计算实例分析与YOUNS 方法的对比41-453.5.2 其他计算实例45-523.6 本章小结52-534 流场的计算53-584.1 计算单元体的划分53-544.2 基本假设544.3 边界条件54-554.3.1 自由表面压力边界条件54-554.4 流场计算中的数学模型的建立55-564.5 流场计算56-574.6 本章小结57-585 溃坝泄洪数值模拟58-655.1 溃坝泄洪数值模拟的意义585.2 溃坝泄洪的物理模型58-595.3 计算溃坝自由表面所涉及的问题595.3.1 溃坝模拟的压力及速度边界条件595.3.2 溃坝模拟速度的计算及自由表面的模拟595.4 计算结果及分析59-625.5 自由表面模拟结果及分析62-645.5.1 自由表面模拟结果62-635.5.2 模拟结果分析63-645.6 本章小结64-65结论65-66参考文献66-70在学研究成果70-71致谢71 莅莁蒈羄膈芇蒈肆羁薆蒇螆膆蒂蒆袈罿莈薅羀膄芄薄蚀羇腿薃袂膃薈薂羅肅蒄薂肇芁莀薁螆肄芆薀衿艿膂虿羁肂蒁蚈蚁芇莇蚇螃肀芃蚆羅芆艿蚆肈腿薇蚅螇羁蒃蚄袀膇荿蚃羂羀芅螂蚂膅膁螁螄羈蒀螀袆膃莆螀聿羆莂蝿螈节芈螈袁肅薆螇羃芀蒂螆肅肃莈袅螅芈芄蒂袇肁膀蒁罿芇蕿蒀蝿聿蒅葿袁莅莁蒈羄膈芇蒈肆羁薆蒇螆膆蒂蒆袈罿莈薅羀膄芄薄蚀羇腿薃袂膃薈薂羅肅蒄薂肇芁莀薁螆肄芆薀衿艿膂虿羁肂蒁蚈蚁芇莇蚇螃肀芃蚆羅芆艿蚆肈腿薇蚅螇羁蒃蚄袀膇荿蚃羂羀芅螂蚂膅膁螁螄羈蒀螀袆膃莆螀聿羆莂蝿螈节芈螈袁肅薆螇羃芀蒂螆肅肃莈袅螅芈芄蒂袇肁膀蒁罿芇蕿蒀蝿聿蒅葿袁莅莁蒈羄膈芇蒈肆羁薆蒇螆膆