基于欧拉单元的水下气泡高效数值仿真算法研究

摘要：

基于Navier-Stokes方程的有限差分格式,对水下气泡脉动过程进行数值模拟,实现了一种能够精确处理复杂形状自由液面边界的数值算法.针对当前气泡脉动仿真算法计算效率低下的情况,提出能够提高计算效率的近场压力边界条件:将气泡远端流场近似为点源/汇流动,求出远端压力作为边界条件,从而实现小区域模型模拟无穷流域问题通过近场边界压力合理性的判别机制,有效抑制了边界压力失真现象与数值震荡现象.将计算结果分别与理论公式和实验数据进行对比,证明了所述算法的可靠性与高效性.最后,对近壁气泡脉动和射流过程进行了数值模拟和定性分析.该法可用于水下爆炸气泡脉动、螺旋桨空泡溃灭等过程的数值模拟和相应射流冲击载荷的预报.

关键词：气泡脉动、射流、计算流体力学、有限差分、MAC法

所属期刊栏目：32

分类号：O357.1(流体力学)

在线出版日期：2014-03-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：32-37