Modelling of the free surface flow with high resolution schemes

• Autorzy: Wacławczyk T. , Koronowicz T.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie przepływu ze swobodną powierzchnią za pomocą schematów o wysokiej rozdzielczości

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper concerns modelling of the free surface flow with the volume of fluid (VOF) method. The original contribution of this work is a detailed comparison of two high-resolution schemes, taking into consideration their ability to capture the interface subjected to strong deformation. Verification and validation of the schemes is performed in three test cases: advection of the bubble in a uniform velocity field, convection of the bubble including effects of surface tension and breaking of the water wave in the gravitational field.

PL

Poniższa praca dotyczy modelowania przepływów ze swobodną powierzchnią metodą Volume of Fluid (VOF). Oryginalnym wkładem jest szczegółowe porównanie dwóch schematów o wysokiej rozdzielczości ze względu na ich właściwości podczas rekonstrukcji powierzchni rozdziału. Schematy zweryfikowano w trzech przypadkach testowych: swobodnego unoszenia pęcherzyka w jednorodnym polu prędkości, konwekcji pęcherzyka z uwzględnieniem efektów napięcia powierzchniowego oraz załamania fali w polu grawitacyjnym.

Słowa kluczowe

EN

free surface; high resolution scheme; VOF; volume of fluid

PL

modelowanie przepływu; przepływ dwufazowy; swobodna powierzchnia; VOF; Volume of Fluid

• Wydawca: Komitet Inżynierii Chemicznej i Procesowej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Inżynieria Chemiczna i Procesowa
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 27, z. 3/1
• Strony: 783--802
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz.,

Twórcy

autor

Wacławczyk T.

autor

Koronowicz T.

• Szewalski Institute of Fluid Flow machinery, Polish Academy of Sciences

Bibliografia

• [1] HIRT C.W., NICHOLLS B.D., J. Comput. Phys., 1981, 39, 201.
• [2] FERZIGER J.H., PERIC M., Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer- Yerlag, Berlin, 2002.
• [3] YERSTEEG H.K., MALALASEKERA W., Ań Introduction to Computational Fluid Dynamics. Longman, 1998.
• [4] NOH W.F, WOODWARD P.R., Lecture Notes in Physics, 1976, 59, 330.
• [5] YOUNGS D.L., Num. Meth. Fluid Dynam., 1982, 273.
• [6] PILLOD J.E., PUCKETT E.G., J. Comput. Phys., 2004, 199, 718.
• [7] PlLLOD J.E., PUCKETT E.G., A VOF Interface Tracking Algorithm willi Applications to Computing Shock Wave Refraction, 4 th International Symposium on Computational Fluid Dynamics, 1991.
• [8] LOPEZ J., HERNANDEZ J., GOUREZ P., FAURAF., J. Comput. Phys., 2004, 718.
• [9] ZALESKI S., Simulations of high Reynolds number breakup of liquid-gas interfaces. von Karman. Institute for Fluid Dynamics, Lecture Series 1996-02.
• [10] UBBINK O., ISSA R.I., J. Comput. Phys., 1999, 153.
• [11] MUZAFERIJA S., PERIC M., SAMES P., SCHELIN T., A two-fluid Navier-Stokes soher to simulate water entry, Twenty-Second Symposium on Naval Hydrodynamics, 1998.
• [12] WILLIAMS M.W., KOETHE D.B., PUCKETT E.G., Accuracy and Convergence of Continuum Surface Tension Models. Fluid Dynamics at Interfaces, Cambridge Univ. Press., 1998, 294-305.
• [13] WACŁAWCZYK T., KoRONOWICZ T., Turbulence, 2005, 8, 267.
• [14] LEONARD B.P., Comput. Methods Appl. Mech. Eng., 1991, 88, 17.
• [15] LAFAURIE B., NARDONE C., SCRADOYELLI R., ZALESKI S., ZANETTI G., J. Comput. Phys., 1994, 134.
• [16] ZHAO Y., TAN H.H., ZHANG B., J. Comput. Phys., 2002, 183, 233.
• [17] ZHOU Z.Q., DE KAT J.O, BuCHNER B., A nonlinear 3-D approach to simulate green water dynamics on deck, Proc. 7lh Int. Conf. Numerical Ship Hydrodynamics, Nantes, 1999, 191, 5.1-1,1.15.
• [18] COLAGROSSI A., LANDRINI M., J. Comput. Phys., 2003, 191, 448.
• [19] COLICCHIO G., LANDRINI M., CHAPLIN J.C., Level-Set modelling of the air-water flow generated by a surface piercing body, Proc. 8lh Int. Conf. on Numerical Ship Hydrodynamics, 2003.