虚拟流体方法在自由面流动问题中的应用

在诸如大密度比的水-气两相流动问题中，压力在自由面处不连续。传统的模拟方法难以处理压力跳跃条件，使得自由面处的压力梯度计算不准确，并出现虚假速度。论文基于开源代码平台OpenFOAM，在船海水动力学求解器naoe-FOAM-SJTU中引入虚拟流体方法，自主开发了适用于大密度比两相流动的压力-速度修正模块，并将其与VOF方法相结合，在非结构化网格上准确模拟压力跳跃条件。斜坡流动和波浪传播问题中的计算结果表明，采用虚拟流体方法能在自由面处获得清晰的压力突变，并能有效改善界面附近存在虚假速度的状况。