水平集算法在计算流体力学中的应用：综述_第1页
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文档简介

研究背景两相和多相流体中自由界面的跟踪是计算流体力学中的一个关键步骤。在众多方法中，水平集算法由于不需要对曲线进行参数化表示，且能很好地解决曲线拓扑演化过程中剧烈变化问题，在该领域得到了广泛应用，并取得了良好的效果。图1

曲面中各点的速度决定了其变化核心理论（1）水平集算法采用隐式的方式对曲线和曲面进行表示，省去了初始化步骤。（2）水平集算法特别适合处理拓扑变化较为剧烈的曲线和曲面演化。（3）水平集算法在对曲线、曲面追踪过程中要不断进行重新初始化。（4）水平集算法可以与其他界面追踪方法如流体积（VOF）、相场（PFM）等方法耦合使用来对曲线和曲面演化进行追踪。图2

基于水平集算法的曲线演化追踪方法文章贡献本文综述了水平集算法的基本原理和在计算流体力学自由界面跟踪中的应用。包括曲线演化的理论基础、水平集算法中表示流体的偏微分方程的求解、两相流体自由界面跟踪、多相流体界面演化以及与其他方法耦合以提高跟踪性能的方法等。在此基础上，证实了水平集方法单独或与其他算法耦合在流体界面跟踪中都可以取得良好的效果。图3

固液气三相流中界面追踪结论水平集算法作为一种曲线演化的追踪方法，由于具有较高的计算精度，在数值计算和图像处理中得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。在两相流和多相流界面跟踪中，水平集算法同样具有重要的应用价值。特别地，如果将水平集

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