多相流中界面問題的數值模擬方法及其套用

《多相流中界面問題的數值模擬方法及其套用》是依託中國科學院數學與系統科學研究院，由邸亞娜擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：多相流中界面問題的數值模擬方法及其套用
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：邸亞娜
• 依託單位：中國科學院數學與系統科學研究院

項目摘要

多相流動廣泛地存在於熱能核能、航天航空、化工冶金、汽車船舶、水泥製備、空調環保和水利工程等領域中，其最根本的特點就是流動中伴隨著相界面的運動，因此，開展界面問題的研究具有重要的理論意義和套用價值。本項目採用Eluer坐標框架，用多水平集函式來標記多相流中的相間界面，結合自適應、並行化實現基於連續型模型的界面追蹤快速算法。通過在界面格線附近構造局部的多介質Riemann問題求解格式，保持界面上的各種物理特性，同時在保證算法穩定的基礎上提高模擬精度。考慮界面上不同相之間的相互作用，通過細緻的界面傳熱、傳質、動力學分析，建立可靠的、保持重要物理特性的具有套用價值的界面物理模型，利用局部的微觀數值模擬提取物理參數，使之可以描述複雜的多相流界面運動現象。對多相流界面問題從數學建模、算法發展、實際計算到數據分析積累經驗，初步形成一個合理的問題求解框架，並在此基礎上開發計算軟體。

結題摘要

多相流是一種廣泛存在的流體運動，開展界面問題的研究具有重要的理論意義和套用價值。本項目主要側重於針對界面上的各種物理特性，設計穩定可行的算法。考慮界面上不同相之間的相互作用，通過細緻的界面傳熱、傳質、動力學分析，建立可靠的、保持重要物理特性的具有套用價值的界面物理模型，利用局部的微觀數值模擬提取物理參數，使之可以描述複雜的多相流界面運動現象。對多相流界面問題從數學建模、算法發展、實際計算到數據分析積累了經驗，初步形成一個合理的問題求解框架，並在傳統流體、磁流體以及微流體等不同的套用領域獲得了與物理實驗相吻合的數值結果。