Fluent理论手册翻译：耦合水平集方法（Level-Set）和VOF 模型

本文摘要（由AI生成）：

水平集方法是一种流行的界面跟踪方法，用于计算复杂两相流交界面。该方法利用光滑连续的水平集函数捕获和跟踪界面，从而精确估计界面曲率和表面张力。然而，水平集方法在体积守恒方面存在不足。相对而言，VOF方法自动满足体积守恒，但计算空间导数时存在困难。为了克服这些不足，Fluent提出了一种耦合水平集和VOF的方法。但此模型有诸多限制，如仅适用于两相流状态、不能用于多面体网格等。如需更多信息，请查阅全文。

    水平集方法是一种流行的计算复杂两相流交界面的界面跟踪方法，类似于VOF模型的界面跟踪方法。在Level-Set方法中，界面被水平集函数捕获和跟踪，该函数定义为到界面的有向距离（signed distance）。由于水平集函数是光滑和连续的，因此可以准确地计算其空间梯度，空间梯度反过来可以对界面曲率和表面张力进行精确估计。然而，水平集方法在保持体积守恒方面存在不足。另一方面，VOF方法体积守恒自动满足，因为它计算和跟踪的是每个单元中某个相的体积分数，而不是界面本身。VOF方法的劣势在于计算其空间导数，因为VOF函数在整个界面上是不连续的。为了克服水平集方法和VOF方法的不足，Fluent中提出一种耦合水平集和VOF的方法

提示：

    耦合水平集和VOF模型是专门为两相流动设计的，其中不涉及传质，仅适用于瞬态流动问题。对于二维情况，网格应限制为四边形、三角形或两者的组合，而对于三维情况，网格应限制为六面体、四面体或两者的组合。

    关于模型的设置方法，可以在User’s Guide的Including Coupled Level Set with the VOF Model部分查看。

模型限制

    •目前该模型仅适用于两流体不互穿的两相流状态。

    •水平集模型只能在VOF模型被激活时使用。

    •不允许传质。

    •耦合的VOF水平集模型不能用于多面体网格。

    •不支持周期边界。

附件为全文。