可压缩多介质ALE框架下的MOF界面重构方法研究

可压缩多介质流动在能源、国防等领域有着重要的理论和实际应用背景，目前任意拉格朗日-欧拉（Arbitrary Lagrangian- Eulerian, ALE）方法是研究这类问题的主要方法之一。如何将物质界面计算方法较好地融合进ALE框架是多介质ALE方法能否取得成功的关键。本项目针对二维可压缩多介质流动问题，在ALE框架下，研究MOF(Moment of Fluid)界面重构方法。建立可压缩多介质ALE框架下的MOF计算模型，研究MOF方法中介质形心的精确算法，研究MOF方法的分割模型，研究提高MOF方法计算效率的途径，研究混合网格的计算模型。本项目的研究有助于解决多介质大变形这一难题，对于可压缩多介质流动问题的数值模拟具有重要的意义。

多介质大变形流动在能源、国防等领域有着重要的理论和实际应用背景，目前数值模拟是其重要的研究手段之一。多介质大变形流动数值模拟的关键和难点是在精确追踪物质界面的同时如何处理好流体的大变形。本项目针对多介质大变形流动，研究了多介质ALE框架（Multi-material Arbitrary Lagrangian- Eulerian, MMALE）下的MOF方法，建立了MOF-MMALE方法理论体系，研制了多介质大变形流体力学并行程序MMALE，并应用于多介质大变形流动典型问题和激光聚变代表性问题的数值模拟研究。通过对瑞利-泰勒不稳定性问题、三介质界面问题、激波与气泡相互作用问题、开尔文-亥姆霍兹不稳定性问题等多介质大变形典型问题的数值模拟研究，表明MOF界面重构具有很好的界面精度和分辨率，亦表明耦合MOF界面重构的多介质ALE方法是多介质大变形流动的有效研究手段。发表期刊论文7篇，会议论文4篇，参加国际学术会议1次，国内学术会议3次。