水平集算法在計(jì)算流體力學(xué)中的應(yīng)用：綜述_第1頁(yè)
水平集算法在計(jì)算流體力學(xué)中的應(yīng)用：綜述_第2頁(yè)
水平集算法在計(jì)算流體力學(xué)中的應(yīng)用：綜述_第3頁(yè)
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研究背景兩相和多相流體中自由界面的跟蹤是計(jì)算流體力學(xué)中的一個(gè)關(guān)鍵步驟。在眾多方法中，水平集算法由于不需要對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行參數(shù)化表示，且能很好地解決曲線(xiàn)拓?fù)溲莼^(guò)程中劇烈變化問(wèn)題，在該領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，并取得了良好的效果。圖1

曲面中各點(diǎn)的速度決定了其變化核心理論（1）水平集算法采用隱式的方式對(duì)曲線(xiàn)和曲面進(jìn)行表示，省去了初始化步驟。（2）水平集算法特別適合處理拓?fù)渥兓^為劇烈的曲線(xiàn)和曲面演化。（3）水平集算法在對(duì)曲線(xiàn)、曲面追蹤過(guò)程中要不斷進(jìn)行重新初始化。（4）水平集算法可以與其他界面追蹤方法如流體積（VOF）、相場(chǎng)（PFM）等方法耦合使用來(lái)對(duì)曲線(xiàn)和曲面演化進(jìn)行追蹤。圖2

基于水平集算法的曲線(xiàn)演化追蹤方法文章貢獻(xiàn)本文綜述了水平集算法的基本原理和在計(jì)算流體力學(xué)自由界面跟蹤中的應(yīng)用。包括曲線(xiàn)演化的理論基礎(chǔ)、水平集算法中表示流體的偏微分方程的求解、兩相流體自由界面跟蹤、多相流體界面演化以及與其他方法耦合以提高跟蹤性能的方法等。在此基礎(chǔ)上，證實(shí)了水平集方法單獨(dú)或與其他算法耦合在流體界面跟蹤中都可以取得良好的效果。圖3

固液氣三相流中界面追蹤結(jié)論水平集算法作為一種曲線(xiàn)演化的追蹤方法，由于具有較高的計(jì)算精度，在數(shù)值計(jì)算和圖像處理中得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了良好的效果。在兩相流和多相流界面跟蹤中，水平集算法同樣具有重要的應(yīng)用價(jià)值。特別地，如果將水平集

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