最优输运无网格方法及其在液滴表面张力效应模拟中的应用

作者：周浩; 李毅^*; 刘海; 陈鸿; 任磊生

来源：Acta Physica Sinica, 2021, 70(24): 24-35.

• 最优输运无网格方法
• 表面张力
• 拉格朗日方程
• 轴对称

基于网格的数值方法 (如有限元、有限体积、有限差分等)在大变形、不连续等问题中遇到挑战,因此人们提出了多种无网格方法.最优输运无网格方法是一种新型拉格朗日无网格方法,但是继承了有限元方法在边界表征、边界处理等方面的优势,在表面张力模拟中具有较大潜力.基于拉格朗日方程,通过将表面张力势能加入拉格朗日函数,得到的表面张力广义力精确地作用在流体表面,而且表面张力系数是唯一的输入参数.给出了最优输运无网格方法轴对称离散格式.通过对二维/三维泊肃叶流、静止和振动的液滴、液滴变形等典型问题的仿真分析,验证了最优输运无网格方法在表面张力问题模拟中的精度和收敛性.

• 单位
  中国空气动力研究与发展中心