[發明專利]基于CLSVOF方法的界面捕捉方法、裝置及設備

在審

• 申請號: 202110698000.3
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113378439A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 游景皓;安瑞冬;孟文康
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/28;G06F111/10
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 劉寧

1.一種基于CLSVOF方法的界面捕捉方法，其特征在于，包括：

定義初始VOF函數，獲取界面網格，根據THINC/WLIC方法求解由所述初始VOF函數構建的VOF輸運方程，獲取目標VOF函數；

定義初始LS距離函數，根據緊致加權本質無振蕩方法求解LS距離函數值，獲取目標LS距離函數；

耦合所述目標VOF函數和所述目標LS距離函數，進行界面重構，以獲取最終LS距離函數；

基于所述最終LS距離函數，根據Adams-Bashforth算法求解Navier-Stokes方程，更新計算區域的速度場，確定目標界面。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據THINC/WLIC方法求解由所述初始VOF函數構建的VOF輸運方程，獲取目標VOF函數，包括

計算雙曲正切函數，確定網格單元內自由界面的位置；

根據流場速度和時間步長，通過對雙曲正切函數在網格間界面上積分平均，獲取體積分數通量；

根據每個網格面上的體積分數通量，獲取所述目標VOF函數。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述定義初始LS距離函數，根據緊致加權本質無振蕩方法求解LS距離函數值，獲取目標LS距離函數，包括：

基于本質無振蕩格式和緊致差分格式，構造目標緊致重構模板；所述目標緊致重構模板，包括：第一模板、第二模板和第三模板；

所述第一模板、第二模板和第三模板的表達式，分別為：

其中，i為x軸方向上的分量。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述定義初始LS距離函數，根據緊致加權本質無振蕩方法求解LS距離函數值，還包括：

基于預設重距離化方程，對LS距離函數進行重距離化。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述耦合所述目標VOF函數和所述目標LS距離函數，進行界面重構，以獲取最終LS距離函數，包括：

根據預設中間函數，構建并求解LS重距離化方程，獲取中間LS距離函數；

基于最小質量損失考慮，獲取所述最終LS距離函數。

6.一種基于CLSVOF方法的界面捕捉裝置，其特征在于，包括：第一函數模塊、第二函數模塊、耦合模塊和確定模塊；

所述第一函數模塊，用于定義初始VOF函數，獲取界面網格，根據THINC/WLIC方法求解由所述初始VOF函數構建的VOF輸運方程，獲取目標VOF函數；

所述第二函數模塊，用于定義初始LS距離函數，根據緊致加權本質無振蕩方法求解LS距離函數值，獲取目標LS距離函數；

所述耦合模塊，用于耦合所述目標VOF函數和所述目標LS距離函數，進行界面重構，以獲取最終LS距離函數；

所述確定模塊，用于基于所述最終LS距離函數，根據Adams-Bashforth算法求解Navier-Stokes方程，更新計算區域的速度場，確定目標界面。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一函數模塊，用于計算雙曲正切函數，確定網格單元內自由界面的位置；根據流場速度和時間步長，通過對雙曲正切函數在網格間界面上積分平均，獲取體積分數通量；根據每個網格面上的體積分數通量，獲取所述目標VOF函數。

8.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二函數模塊，用于基于本質無振蕩格式和緊致差分格式，構造目標緊致重構模板；所述目標緊致重構模板，包括：第一模板、第二模板和第三模板；

所述第一模板、第二模板和第三模板的表達式，分別為：

其中，i為x軸方向上的分量。

9.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述耦合模塊，用于根據預設中間函數，構建并求解LS重距離化方程，獲取中間LS距離函數；基于最小質量損失考慮，獲取所述最終LS距離函數。

10.一種基于CLSVOF方法的界面捕捉設備，其特征在于，包括：處理器，以及與所述處理器相連接的存儲器；

所述存儲器用于存儲計算機程序，所述計算機程序至少用于執行權利要求1～5任一項所述的基于CLSVOF方法的界面捕捉方法；

所述處理器用于調用并執行所述存儲器中的所述計算機程序。