基于气液两相流数据凝聚层次聚类的气泡形态重构

• 作者: 伍东玲 宋彦坡 彭小奇 高东波
• 来源期刊: 中南大学学报（英文版）
• 关键词: 气泡形态重构 气液两相流 聚类方法 表面分辨计算流体力学 气泡变形
• 年，卷（期）: 2019,（8）
• 页码范围: 2056-2067
• 页数: 12页
• 字数: 756字
• 语种: 英文

摘要

气泡形态对气液两相流中的传热、传质等动力学过程的影响重大,基于计算流体力学(CFD)的流动模拟结果中包含有此类信息.为了提取该信息,提出一种改进的凝聚层次聚类算法,并据此构建了气泡形态重构方法.该方法具有三个重要特征:1)聚类阈值自适应调整,适用于离散尺度不均一的两相流数据;2)空间软分割,降低了算法的计算复杂度;3)纯气相单元、混合相单元分步聚类的执行策略,可以准确识别和重构识毗邻的气泡/气泡群.基于两组预定义的两相流数据和一组基于CFD的两相流模拟数据,展示了所提出方法的实现过程并对相关功能进行了测试.测试结果表明,提出的方法易于实现,需要人为设置的参数少,即使在离散网格尺度不均一、部分网格单元有一定扭曲的条件下,仍可高效地识别气液和重构两相流中的气体的聚集形态(气泡/气泡群).