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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开一种求解多介质流动问题的守恒型界面处理方法及系统，涉及流体力学计算领域，提出了一种新的简单的界面单元构造方式，有效地简化了界面单元的生成过程。考虑到多分辨率WENO格式具有模板紧凑和人为定义线性权重等优点，具有良好的网格兼容性，这对于不同形状界面单元的计算十分有利，本发明将其应用到控制方程的空间离散。此外，采用TVD‑Runge‑Kutta格式实现时间离散，从而得到任意时刻计算区域内所有单元上的物理量。本发明提高了界面单元构造的效率，同时也保证了流场中的守恒量保持守恒的问题，从而提高流体力学计算的效率以及准确性。

主权项：1.一种求解多介质流动问题的守恒型界面处理方法，其特征在于，所述方法包括：根据实际多介质流动问题确定计算区域，建立直角坐标系，并在所述直角坐标系下对所述计算区域均匀地剖分出结构化笛卡尔网格；在所述计算区域内，在每个笛卡尔单元的中心定义Level-Set函数，根据Level-Set函数值区分不同流体，确定初始时刻物质界面的位置；并对初始时刻不同流体对应的笛卡尔单元进行物理量赋值，对不同流体定义描述二维可压缩流体运动的Euler控制方程和状态方程；所述笛卡尔单元是指一个笛卡尔网格单元；根据n时刻所述物质界面的附近范围内的笛卡尔单元节点构造界面单元，并将所述界面单元对应的所述笛卡尔单元上的所述物理量守恒的传递到所述界面单元上；n=0，1，2，...，T1；n=0时的所述物质界面为初始时刻的所述物质界面；n时刻所述物质界面的附近范围为与n时刻的所述物质界面相距预设距离值的区域范围；n时刻的所述物质界面的附近范围内包括不同流体；所述笛卡尔单元节点是指笛卡尔网格的网格节点；根据CFL条件和所述状态方程计算时间步长，并根据所述时间步长采用Level-Set方法推进物质界面，得到n+1时刻的预估物质界面；在任意拉格朗日-欧拉有限体积框架下，基于所述预估物质界面，采用多分辨率WENO格式对所述Euler控制方程进行空间离散，获得每一所述笛卡尔单元和每一所述界面单元的所述物理量在预设点处的重构值，并根据所述重构值计算每一笛卡尔单元边和每一界面单元边的数值通量；采用经典的TVD-Runge-Kutta格式对所述Euler控制方程进行时间离散，并结合每一所述笛卡尔单元边和每一所述界面单元边的所述数值通量，确定n+1时刻所述计算区域内每一所述笛卡尔单元和每一所述界面单元的所述物理量；将n+1时刻每一所述界面单元上的所述物理量重新分配到对应的所述笛卡尔单元上；判断n+1时刻是否到达设定的截止时间T1，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则输出所述计算区域内n+1时刻每个所述笛卡尔单元上的所述物理量；若所述第一判断结果为否，则判断n+1时刻是否为预设重构界面单元时刻，得到第二判断结果；若所述第二判断结果为是，则令n=n+1，并返回步骤“根据n时刻所述物质界面的附近范围内的笛卡尔单元节点构造界面单元”；若所述第二判断结果为否，则继续采用前次已构造的所述界面单元，并令n=n+1返回步骤“根据CFL条件和所述状态方程计算时间步长”。

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