Numerical Study of a High Order 3D FEM-Level Set Approach for Immiscible Flow Simulation
Numerical Study of a High Order 3D FEM-Level Set Approach for Immiscible Flow Simulation
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非混相流模拟的高阶 3D FEM 水平集方法的数值研究
DOI：
10.1007/978-94-007-5288-7_4
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发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kuzmin
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mierka;Hysing;Kuzmin
非混相流体不可压缩多相流的数值模拟仍然是一个具有挑战性的领域，特别是对于经历复杂拓扑变化的三维构型。本文讨论了一般六面体网格上速度和压力的高阶斯托克斯单元（Q2/P1）三维有限元方法。采用分段线性多项式（dG(1)）的不连续伽辽金方法处理水平集函数。所开发的方法允许应用不改变接口位置的特殊再距离算法。我们解释了处理平流步骤和表面张力效应的相应有限元技术，并通过数值测试用例和实验数据验证了相应的三维代码。相应的应用描述了各种参数下的经典上升气泡问题以及粘性液体射流在共流动的周围流体中产生的液滴。这两种应用程序都可以用于3D多相流模拟的严格基准测试。
Numerical simulation of incompressible multiphase flows with immiscible fluids is still a challenging field, particularly for 3D configurations undergoing complex topological changes. In this paper, we discuss a 3D FEM approach with high-order Stokes elements (Q2/P1) for velocity and pressure on general hexahedral meshes. A discontinuous Galerkin approach with piecewise linear polynomials (dG(1)) is used to treat the Level Set function. The developed methodology allows the application of special redistancing algorithms which do not change the position of the interface. We explain the corresponding FEM techniques for treating the advection steps and surface tension effects, and validate the corresponding 3D code with respect to both numerical test cases and experimental data. The corresponding applications describe the classical rising bubble problem for various parameters and the generation of droplets from a viscous liquid jet in a coflowing surrounding fluid. Both of these applications can be used for rigorous benchmarking of 3D multiphase flow simulations.
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粘性自由表面流的有限元水平集方法
DOI：
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发表时间：
2005
期刊：
影响因子：
--
作者：
N. Parolini;E. Burman
通讯作者：
E. Burman
DOI：
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发表时间：
2001
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
A. Smolianski
通讯作者：
A. Smolianski
DOI：
10.1016/j.jcp.2006.04.015
发表时间：
2006-12
期刊：
J. Comput. Phys.
影响因子：
--
作者：
E. Marchandise;J. Remacle
通讯作者：
E. Marchandise;J. Remacle
影响因子：
4.1
作者：
BRACKBILL, JU;KOTHE, DB;ZEMACH, C
通讯作者：
ZEMACH, C
DOI：
10.1016/j.cma.2006.08.018
发表时间：
2007-01
影响因子：
7.2
作者：
Sashikumaar Ganesan;G. Matthies;L. Tobiska
通讯作者：
Sashikumaar Ganesan;G. Matthies;L. Tobiska