VOF方法的新型自由面重构算法研究

"班长英在河海大学理学院进行了VOF方法中自由面重构算法的研究，提出了一种新的算法，该算法使用斜线段在单个网格内近似自由面，并根据边界网格的流体体积分数和交点坐标来构建自由面的位置和形状。通过数值模拟比较，证明了这种方法在保持流体界面形状方面优于其他方法，具有较高的有效性和可行性。" 在计算流体力学中，流体体积函数（Volume Of Fluid, VOF）方法是一种常用于模拟两相流问题的数值技术，特别是处理自由表面或液-气交界面的问题。自由面重构是VOF方法中的关键步骤，因为准确地追踪和重构自由面对于模拟结果的精确性至关重要。 班长英提出的新自由面重构算法主要针对的是在VOF框架下如何更有效地重建自由表面。传统的VOF方法可能会遇到界面模糊、不连续或者难以精确捕捉的问题。班长英的方法创新之处在于，它在每个边界网格内使用斜线段来近似自由表面。这一方法基于边界网格的流体体积分数（即网格单元内包含流体的比例）以及边界线与网格线的交点坐标，列出一系列方程来描述自由面的位置。通过求解这些方程，可以在每个网格内精确地确定自由面的具体位置，从而提高重构的精度。 数值模拟是验证算法有效性的常用手段。班长英在研究中提供了具体算例，通过与其他重构方法的对比，结果显示新提出的算法在保持流体界面形状的连续性和稳定性方面表现出显著优势。这表明该算法不仅能够更准确地跟踪自由面的变化，而且在处理复杂的流动情况时，如波浪运动、喷射、液滴碰撞等，其效果更佳。 关键词的选取反映了研究的核心内容：“VOF方法”是指研究的基础，即使用流体体积函数来追踪两相流；“自由面重构”是研究的重点，即如何改进自由面的重建过程；而“数值模拟”则是验证新算法性能的方法。 班长英的研究为VOF方法提供了一种新的自由面重构策略，提高了两相流模拟的精度，对于水动力学、海洋工程、环境流体动力学等领域有着重要的理论与应用价值。