可壓縮多介質ALE框架下的MOF界面重構方法研究

《可壓縮多介質ALE框架下的MOF界面重構方法研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由曾清紅擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：可壓縮多介質ALE框架下的MOF界面重構方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：曾清紅
• 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所

項目摘要

可壓縮多介質流動在能源、國防等領域有著重要的理論和實際套用背景，目前任意拉格朗日-歐拉（Arbitrary Lagrangian- Eulerian, ALE）方法是研究這類問題的主要方法之一。如何將物質界面計算方法較好地融合進ALE框架是多介質ALE方法能否取得成功的關鍵。本項目針對二維可壓縮多介質流動問題，在ALE框架下，研究MOF(Moment of Fluid)界面重構方法。建立可壓縮多介質ALE框架下的MOF計算模型，研究MOF方法中介質形心的精確算法，研究MOF方法的分割模型，研究提高MOF方法計算效率的途徑，研究混合格線的計算模型。本項目的研究有助於解決多介質大變形這一難題，對於可壓縮多介質流動問題的數值模擬具有重要的意義。

結題摘要

多介質大變形流動在能源、國防等領域有著重要的理論和實際套用背景，目前數值模擬是其重要的研究手段之一。多介質大變形流動數值模擬的關鍵和難點是在精確追蹤物質界面的同時如何處理好流體的大變形。本項目針對多介質大變形流動，研究了多介質ALE框架（Multi-material Arbitrary Lagrangian- Eulerian, MMALE）下的MOF方法，建立了MOF-MMALE方法理論體系，研製了多介質大變形流體力學並行程式MMALE，並套用於多介質大變形流動典型問題和雷射聚變代表性問題的數值模擬研究。通過對瑞利-泰勒不穩定性問題、三介質界面問題、激波與氣泡相互作用問題、開爾文-亥姆霍茲不穩定性問題等多介質大變形典型問題的數值模擬研究，表明MOF界面重構具有很好的界面精度和解析度，亦表明耦合MOF界面重構的多介質ALE方法是多介質大變形流動的有效研究手段。發表期刊論文7篇，會議論文4篇，參加國際學術會議1次，國內學術會議3次。