
兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (10): 250420-.doi: 10.12382/bgxb.2025.0420
收稿日期:2025-05-28
上线日期:2025-11-05
通讯作者:
基金资助:
LI Kun, MA Tianbao*(
), WANG Yuanpeng
Received:2025-05-28
Online:2025-11-05
摘要:
可压缩多介质气液两相流中,介质热力学差异导致界面区域呈现强非线性波系干涉,显著增加数值模拟难度。尤其在双曲型守恒律方程框架下,流场易形成激波、接触间断和稀疏波等奇异结构,对算法精度、间断捕捉能力及稳定性提出更高要求。为此,构建了一种面向多介质气液两相流场的高精度伪弧长方法,通过引入弧长参数将方程映射至正交弧长空间,缓解强间断导致的数值奇异性,并引入高阶重构格式保证解的精度。为精准刻画界面动力学行为,提出基于弧长空间的符号距离函数演化机制,并结合真实虚拟流体方法严格定义边界条件,确保界面物理量连续性。数值结果表明,该方法具备对强间断及复杂波系结构的高分辨率解析能力。
李坤, 马天宝, 王渊芃. 高分辨率捕捉强间断多介质流场的伪弧长方法[J]. 兵工学报, 2025, 46(10): 250420-.
LI Kun, MA Tianbao, WANG Yuanpeng. Pseudo Arc-Length Method for High-Resolution Capturing of Strong Discontinuities in Multi-Medium Flows[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(10): 250420-.
| 网格 | WENO-Z | WENO-${Z}_{{\tau }_{8}^{*}}$ | PALM | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| N×M | L1误差 | 收敛阶 | L1误差 | 收敛阶 | L1误差 | 收敛阶 |
| 40×40 | 4.72×10-3 | - | 4.58×10-3 | - | 1.72×10-3 | - |
| 80×80 | 2.22×10-4 | 4.41 | 2.04×10-4 | 4.49 | 6.48×10-5 | 4.73 |
| 160×160 | 6.75×10-6 | 5.04 | 6.33×10-6 | 5.01 | 1.81×10-6 | 5.16 |
表1 数值精度验证
Table 1 Numerical accuracy verification
| 网格 | WENO-Z | WENO-${Z}_{{\tau }_{8}^{*}}$ | PALM | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| N×M | L1误差 | 收敛阶 | L1误差 | 收敛阶 | L1误差 | 收敛阶 |
| 40×40 | 4.72×10-3 | - | 4.58×10-3 | - | 1.72×10-3 | - |
| 80×80 | 2.22×10-4 | 4.41 | 2.04×10-4 | 4.49 | 6.48×10-5 | 4.73 |
| 160×160 | 6.75×10-6 | 5.04 | 6.33×10-6 | 5.01 | 1.81×10-6 | 5.16 |
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