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一个自由表面输运过程数值模拟方法研究

作　者: 范石伟
导　师: 陈义胜; 庞赟佶
学　校: 内蒙古科技大学
专　业: 钢铁冶金
关键词:
分类号: O353.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文对自由表面模拟方法进行了概述,对一些具有代表性的方法做了详细的介绍和对比,从对比中发现每种方法的优劣,最终本文选择VOF方法模拟自由表面。在VOF法中,又分为很多种具体的实施方法,本文独辟蹊径,在YOUNS方法的基础上进行了改进,运用VOF方法中的斜线法模拟自由表面,并与YOUNS方法做了对比。
求解单元体间的液体输运量是自由表面模拟的关键所在,VOF方法主要是求解单元体间的液体输运量。
本文模拟自由表面的基本步骤如下:根据给定的液体初始分布,利用改进的法向公式求解初始时刻自由表面的法向,结合斜线法的性质,模拟出斜线与自由表面单元体边界的交点,斜线与自由表面单元体的一条边有存在两个交点的情况,对其中两个交点进行拟合,这就完成了对自由表面初始时刻的模拟。根据拟合后的自由表面结合流场,计算出下一时间段的液体输运量,进而求出下一时刻每一单元体的液体含量,这样就可以模拟出下一时刻的自由表面。重复上述过程,就可以模拟出任意时刻自由表面的存在形式。
本文做出了在给定速度下的多种自由表面模拟结果,对模拟结果进行分析,其体积变化率大多在10~(-8)左右,其形状也没有太大变化。本文还运用SIMPL...

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