在直角坐标系用 NGFM 模拟复杂计算域水下高压气泡膨胀问题

• 作者: 史汝超 张亚军 徐胜利
• 来源期刊: 高压物理学报
• 关键词: 高压气泡膨胀 任意坐标系 复杂计算域 Level Set 方法 Ghost Fluid 方法
• 年，卷（期）: 2014,（6）
• 页码范围: 699-704
• 页数: 6页
• 分类号: O382.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11858/gywlxb.2014.06.009

摘要

采用 NGFM(New version of Ghost Fluid Method)处理复杂计算域的固壁边界，用RGFM(Real Ghost Fluid Method)求解气-水界面附近网格节点的状态参数，从而在直角坐标系下对复杂计算域的水下高压气泡膨胀问题进行数值模拟。流场控制方程选用 Euler 方程，用五阶 WENO 格式离散空间导数项，二阶 Runge-Kutta 法离散时间导数项；气-水界面追踪使用 Level Set 方法，对 Level Set 方程，用五阶 HJ-WENO (Hamilton-Jacobi WENO)和三阶Runge-Kutta 法求解。将计算结果与任意坐标系下的结果进行对比，验证了 NGFM 在笛卡尔网格中处理复杂形状固壁边界的可行性。得到了水下流场压力等值线图、高压气泡的演变过程以及特定点处的压力-时间曲线。计算结果表明，高压气泡在固壁反射激波的作用下，膨胀过程受到抑制；强激波在固壁的反射会导致固壁附近出现大范围的空化流动。