摘要

针对下游带有障碍物的溃坝流动问题,本文基于两相流动模型,在有限元算法框架下对其进行数值模拟研究。依据水平集(Level Set)方法追踪运动界面,并引入了一个简单的修正技术,保证较好的质量守恒性。为了精确表示运动界面,文中采用稳定、有效的间断有限元方法求解双曲型Level Set及其重新初始化方程。对于两相统一Navier-Stokes方程,首先利用分裂格式对其解耦,然后通过Streamline Upwind Petrov Galerkin(SUPG)方法进行数值求解。本文首先模拟研究了下游带有障碍物的牛顿流体溃坝流动问题,所得到的数值结果和文献中已有模拟结果与实验结果均吻合较好。此外,我们还考虑了幂律型非牛顿流体,并分析了不同特性非牛顿流体对于溃坝流动过程、界面形态等的影响。