Метод объёма жидкости


Метод объёма жидкости
Иллюстрация моделирования жидкости с помощью метода объёма жидкости

Метод объёма жидкости (англ. Volume of fluid method, VOF) — численный метод для аппроксимации свободной поверхности. Он относится к классу Эйлеровых методов, которые характеризуются сеткой, которая является стационарной или движется согласно изменяющейся форме поверхности по определённому заданному закону. Метод представляет собой алгоритм, который позволяет программисту отслеживать форму и положение поверхности в целом, но не является автономным алгоритмом. Уравнения Навье — Стокса, описывающие движение потоков, должны быть решены по отдельности, что характерно для всех других алгоритмов адвекции.

Спецификация

Основой метода является дробная функция C, которая является интегралом характеристических функций жидкости в конечном объёме (назовем его ячейкой). Если ячейка пуста (нет жидкости), C равно нулю, если ячейка полная C=1, для промежуточных состояний 0<C<1. C является непрерывной функцией, принимающей значения от 0 до 1.

Дробная функция C является линейной и пока жидкость перемещается со скоростью

\mathbf{v}=(u(x,y,z),v(x,y,z),w(x,y,z))

(в трёхмерном пространстве \mathbf{R^3}) каждая частица частица находится в заданной фазе и не меняет фазу — как частица воздуха которая часть воздушного пузырька в воде остаётся частицей воздуха независимо от перемещения пузырька (мы пренебрегаем растворением воздуха в воде). Производная дробной функции должна быть равна нулю:

 \frac{\partial C}{\partial t} + \mathbf{v}\cdot \nabla C +\nabla\cdot(C (1-C) U_r) =0.

Последнее слагаемое проявляется только на поверхности и «сжимает» эту область с помощью искусственного поля U_r.

Применение

Используется, в частности, в OpenFoam для моделирования задач со свободной поверхностью.



Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Метод объёма жидкости" в других словарях:

  • Метод конечных объёмов — Метод конечных объёмов  численный метод интегрирования систем дифференциальных уравнений в частных производных. Содержание 1 Описание 1.1 Неформальное 1.2 Математическое …   Википедия

  • Метод изображений — (метод зеркальных отображений)  один из методов математической физики, применяемый для решения краевых задач для уравнения Гельмгольца, уравнения Пуассона, волнового уравнения и некоторых других. Суть метода изображений состоит в том, что… …   Википедия

  • Объёмный гидропривод — Одноковшовый экскаватор с объёмным гидравлическим приводом Объёмный гидропривод  это гидропривод, в котором используются объёмные гидромашины …   Википедия

  • Метод Чохральского — Схема метода Чохральского Метод Чохральского  метод выращивания кристаллов путём вытягивания их вверх от свободной поверхности большого объёма распла …   Википедия

  • Метод электрогидравлических аналогий — Аналогия между гидравлической схемой (слева) и электрической схемой (справа). Метод электрогидравлических аналогий …   Википедия

  • Метод ядерного магнитного резонанса — Изображение мозга человека на медицинском ЯМР томографе Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)  резонансное поглощение электромагнитной энергии веществом, содержащим ядра с ненулевым спином во внешнем магнитном поле, обусловленное переориентацией… …   Википедия

  • Гидростатический (метод измерения уровня) — Содержание 1 Гидростатический (метод измерения уровня) 2 Типы гидростатических датчиков уровня …   Википедия

  • МОНТЕ-КАРЛО МЕТОД — (метод статистических испытаний) численный метод решения разл. задач при помощи моделирования случайных событий. В приложении к физике M. К. м. можно определить как метод исследования физ. процесса путём создания и эксплуатации стохастич. модели …   Физическая энциклопедия

  • Моделирование жидкости — (англ. fluid simulation)  область компьютерной графики, использующая средства вычислительной гидродинамики для реалистичного моделирования, анимации и визуализации жидкостей, газов, взрывов и других связанных с этим явлений. Имея на… …   Википедия

  • Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости — Взрыв автоцистерны по типу BLEVE Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости тип взрыва сосуда с жидкостью, находящейся под давлением. Такой взрыв обозначается акронимом BLEVE от англ.  …   Википедия