多介质流动问题的界面处理方法及自适应网格技术研究

本项目将开展针对一般状态方程的多介质流动问题的数值模拟方法。由于Ghost方法简单、计算量小且易于推广到高维情形，而Level Set方法对于界面大变形、相交甚至出现穿透时都适用。因此将采用Ghost方法的思想和Level Set方法相结合的形式。对于一般状态方程的多介质流动问题，原有的界面处理方法难以发挥作用，需要根据界面处流体的物理特性，得到界面处流体的流动状态。在界面处合理地选取网格点，来定义界面边界条件，将多介质流动问题转化为单介质流动问题求解。对界面的捕捉方法进行改进，重新定义速度场，通过求解Level-Set方程，得到流体的准确界面位置。对于移动网格技术的应用，改进了重映方法，为了保持物理量的守恒和清晰的界面，采用各种流体单独进行重映的方法，达到提高间断(激波、稀疏波和接触间断等)处计算结果的分辨率，加速收敛的目的，同时避免在间断处出现非物理振荡，保持界面清晰。