A residual-based non-orthogonality correction for force-balanced unstructured Volume-of-Fluid methods
提出基于残差的非正交性修正控制，用于非结构化有限体积两相流模拟，确保力平衡并消除自由参数，在多种网格上验证了表面张力与重力的平衡。
2024-02-06 physics.comp-ph
Inverse Low-Dimensional Manifold Reconstruction Framework for Spatiotemporal Reconstruction of Compressible Physical Fields
Beijing Institute of Technology（北京理工大学）
针对人工智能对可压缩物理场不可微特征缺乏理解机制的问题，提出逆低维流形重建框架ILDM，结合NAF和SFR模块，经1D和2D基准测试，其在不可微界面定位及低分辨率输入下超分辨率性能方面优于其他方法，建立了数据驱动流体动力学范式。
2026-07-09 physics.comp-ph
A cell-centred Eulerian volume-of-fluid method for compressible multi-material flows
提出一种纯欧拉框架下以单元为中心的流体体积法，通过局部混合单元更新在Godunov型扩散界面格式上持续保持锐利界面，并经金属壳坍塌、圆柱撞击、三维埋藏炸药及BRL 105mm聚能装药等算例验证。
2023-04-24 physics.comp-ph
A mass-momentum consistent, Volume-of-Fluid method for incompressible flow on staggered grids
具有大密度差的流动的计算是出了名的困难。为了减轻困难，我们考虑离散的纳维-斯托克斯方程，平流质量和动量在一个一致的方式。对具有毛细力的不可压缩流进行建模，并在标记和单元类型的交错网格上进行离散。用流体体积法跟踪界面，用高度函数法计算表面张力。使用拉格朗日显式/ CIAM（Calcul d 'Interface Affine par Morceaux）方法或Weymouth和Yue（WY）欧拉隐式方法来执行体积分数的平流。如果满足不可压缩性要求，WY方法将流体质量保持在机器精度。为了提高这些方法的稳定性，动量通量以与体积分数通量“一致”的方式平流，即动量的不连续性以与密度的不连续性相同的速度平流。为了找到速度居中的交错单元上的密度，执行密度的辅助重建。该方法被测试为在均匀流中没有表面张力的液滴、在没有粘度或表面张力的情况下在静止的载气中以非常大的密度比突然加速的液滴、Kelvin-Helmholtz不稳定性、直径为3 mm的下落雨滴以及空气-水条件下的雾化流。
2021-02-24 physics.comp-ph
Shallow Neural Networks for Fluid Flow Reconstruction with Limited Sensors
ICSI（国际计算机科学研究所）；UC Berkeley（加州大学伯克利分校）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；LIMSI-CNRS（法国国家科学研究中心LIMSI实验室）；University of Washington（华盛顿大学）
在许多应用中，从有限的测量和有限的数据重建流体流场或一些其他高维状态是重要的。在这项工作中，我们提出了一种基于浅层神经网络的学习方法，这样的流体流动重建。我们的方法学习传感器测量和高维流体流场之间的端到端映射，而无需对原始数据进行任何繁重的预处理。假设没有先验知识，估计方法纯粹是数据驱动的。我们证明了在流体力学和海洋学的三个例子的性能，表明这种现代数据驱动的方法优于传统的模式近似技术，通常用于流重建。所提出的方法不仅表现出优越的性能特性，它也可以产生与该领域的传统方法相当的性能水平，使用显着更少的传感器。因此，数学架构是理想的新兴全球监测技术，测量数据往往是有限的。
2020-12-28 cs.LG physics.comp-ph
A volume of fluid method for simulating fluid/fluid interfaces in contact with solid boundaries
本文提出了一种新的方法来模拟纳维-斯托克斯方程的直接求解器的流体/固体相互作用力的体积的流体界面跟踪方法的基础上。该模型的关键组成部分是明确列入流体/固体相互作用力的控制方程。我们表明，相互作用力导致部分润湿条件，特别是平衡接触角的自然定义。我们提出了两种数值方法来离散的相互作用力，进入模型，这两种方法在复杂性和收敛性不同。为了验证计算框架，我们考虑应用这些模型来模拟二维液滴平衡，以及液滴扩散。我们证明，该模型，包括基本的物理，捕捉接触线动态任意接触角。更一般地说，这种方法允许新的手段来研究接触线，以及各种各样的现象，以前不能解决直接模拟。
2015-06-13 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Computing Curvature for Volume of Fluid Methods using Machine Learning
尽管取得了相当大的进展，计算流体体积（VOF）方法的曲率仍然是一个挑战。我们的目标是开发一个函数或子程序，返回的曲率在计算单元包含一个界面分离两个不混溶的流体，给定的体积分数在细胞和相邻的细胞。目前，最精确的方法是拟合曲线（2D）或曲面（3D），匹配体积分数并通过微分找到曲率。在这里，一个不同的方法进行审查。使用定义良好的形状生成将曲率与体积分数相关联的合成数据集，其中曲率和体积分数很容易找到，然后使用机器学习来拟合数据（训练）。所得到的函数用于找到未用于训练的形状的曲率，并将其实现为代码以跟踪移动界面。结果表明，使用机器学习来生成关系是一种可行的方法，可以得到相当准确的预测。
2018-07-27 physics.comp-ph physics.flu-dyn
About fluid forces computation for Volume Penalization coupled with Lattice Boltzmann method (VP-LBM)
本文在体积惩罚-格子玻尔兹曼方法（VP-LBM）的框架下，对两种不同的流体力计算方法进行了比较。第一种方法，动量交换法，使用的流体-固体界面附近的分布函数的变化，而第二种方法，应力积分法，允许直接集成到这个接口上的流体力。应用于VP-LBM，其中包括在LBM中惩罚固体，这两种方法导致显着不同的结果。本文对Naca 0012翼型在雷诺数1000时不同攻角下的升力和阻力系数进行了试验研究，并对颗粒在重力作用下在槽道中的沉降进行了试验研究。
2021-10-03 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Frequency-Aware Reconstruction of Fluid Simulations with Generative Networks
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
卷积神经网络最近被用来从一组简化的参数完全重建流体模拟数据。然而，由于传统上用监督的L1-损失函数训练的（去）卷积不能区分数据中的低频和高频，因此对于较高的频带，误差不能有效地最小化。这与感知结果的质量直接相关，因为丢失的高频细节很容易被注意到。在本文中，我们分析了生成网络的重建质量，并提出了一种频率感知的损失函数，该函数能够在训练期间关注数据集的特定频带。我们表明，我们的方法提高了中频段流体模拟数据的重建质量，在需要相当的训练时间的同时，获得了更好的感知结果。
2019-12-18 cs.GR cs.LG physics.comp-ph
A volume-of-fluid method for interface-resolved simulations of phase-changing two-fluid flows
本文提出了一种基于流体体积法的界面分辨数值模拟方法。该方法已被实现在一个有效的基于FFT的双流体Navier-Stokes方程求解器，使用代数VoF方法的界面表示，并扩展与热能和蒸发的液体质量的传输方程的单组分蒸发液体在惰性气体中。蒸发液体的守恒和计算的界面质量通量进行与重建的符号距离场，这使得使用行之有效的方法，相变求解器的基础上水平集方法的援助。界面速度的计算与一种新的方法，确保准确的质量守恒，通过构建一个发散自由扩展的液体速度场到整个域。所得到的方法不依赖于界面重建的类型（即\可以在代数和几何VoF方法中使用）。我们广泛地验证和验证了整体方法对几个基准情况下，并证明了其优良的质量守恒和良好的整体性能，模拟蒸发两种流体在二维和三维流动。
2020-01-14 physics.comp-ph physics.flu-dyn
varRhoTurbVOF: a new set of volume of fluid solvers for turbulent isothermal multiphase flows in OpenFOAM
流体体积（VOF）法是一种常用的多相流模拟方法。开源计算流体动力学（CFD）软件OpenFOAM实现了各种基于VOF的求解器，并为用户提供了广泛的湍流模型。由于VOF框架下的等温多相流属于变密度不可压缩流范畴，OpenFOAM中基于VOF的等温求解器无法使用正确的湍流模型。varRhoTurbVOF旨在解决这个问题，并希望在未来取代所有相应的现有求解器。通过面向对象的范例，varRhoTurbVOF保证了代码的可用性、可重用性和可维护性。除了湍流建模之外，原始解算器中的所有其他功能都保留在varRhoTurbVOF中。
2019-08-30 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Fluid Structure Interaction modelling using Lattice Boltzmann and Volume Penalization method
本文提出了一种将体积惩罚法（VP）和格子玻尔兹曼方法（LBM）相结合的方法来计算包含刚体的流固耦合问题。该方法包括在LBM公式中加入一个力项，从而将刚体视为类似于特定的多孔介质。使用的固体域的特征函数避免了昂贵的跟踪流固界面通常采用LBM处理流固耦合问题。该方法适用于三个FSI问题，并使用图形处理器单元（GPU）设备解决。的应用程序集中在能力的方法来计算阻力和升力系数的各种情况下：施加位移的圆柱体，颗粒沉降在一个非常低的雷诺数和涡激振动的圆柱体在横向流体流动。对于所有的情况下，VP-LBM方法产生的结果是在一个很好的协议与文献。
2021-06-10 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A Two-Field Formulation for Surfactant Transport within the Algebraic Volume of Fluid Method
针对代数体积流体方法，提出双场公式追踪界面和主体浓度，耦合吸附/解吸源项，确保守恒，验证准确，实现表面活性剂输运的无缝集成。
2023-11-14 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A volume-of-fluid formulation for the study of co-flowing fluids governed by the Hele-Shaw equations
我们提出了一个计算框架，以解决两个不混溶的粘性液体的流动，共同流入一个浅的矩形容器的一侧，并流入一个持有容器在相对侧。假设的基础上浅深度的域被用来减少的控制方程的Hele-Shaw型之一。数值方法的显著特点是毛细效应的精确建模。一个连续的方法加上一个体积的流体配方计算的界面运动和Hele-Shaw流动的界面张力建模制定和实施。界面重建与高度函数算法。这些算法的组合是一个新的发展调查的Hele-Shaw流。基准模拟的精度和收敛性能的方法的顺序进行了讨论。模拟与第二液体共流的流体带的微流体流。我们发现，对于O（0.01）的小毛细管数，有一个突然的变化，界面曲率和聚焦发生在出口附近。
2013-08-30 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Quantum Finite Volume Method for Computational Fluid Dynamics with Classical Input and Output
计算流体动力学（CFD）是流体力学的一个分支，它使用数值方法来求解流体流动。有限体积法（FVM）是一种重要的数值方法。在有限体积法中，空间被离散成许多网格单元。随着网格单元数量的增加，相应地需要大量的计算资源。最近，量子计算已被证明在特定计算任务上优于经典计算机。然而，量子CFD（QCFD）求解器仍然是一个挑战，因为经典和量子数据之间的转换将成为时间复杂度的瓶颈。在这里，我们提出了一个QCFD求解器与经典的同行指数加速，并专注于量子计算机如何处理经典的输入和输出。该算法利用量子随机存储器实现了每次迭代的次线性时间。QCFD求解器可以通过允许更精细的网格和更快的计算来允许CFD领域的新边界。
2021-02-06 physics.comp-ph quant-ph
Simulating volume-controlled invasion of a non-wetting fluid in volumetric images using basic image processing tools
提出了一种新的算法，用于模拟非润湿相体素图像的体积控制入侵。该方法是对传统的模仿压力入侵的形态学图像开方法的补充。基于体积的方法的一个关键优点是可以获得0和1之间的所有饱和度，而不是通过基于压力的方法获得的不规则和宽间隔的饱和度步骤。由于饱和度的增量增加，因此可以正确预测防御相捕获，而当应用基于压力的步骤时情况并非如此。该算法对形态学图像开放进行了验证，并获得了理论预期的等饱和度接近完美的协议。它还表明，可以得到一个体积控制的毛细管压力曲线，显示特征的毛细血管压力的跳跃，而且，峰值压力的包络线产生的压力为基础的毛细血管压力获得形态学开放，所以实际上所提出的算法的结果是一个超集的形态学方法。最后，结果进行了比较，多相晶格玻尔兹曼和定性相似的结果，在更短的时间内实现。格子玻尔兹曼方法在可变接触角和粘性效应方面更灵活，但对于非润湿流体的准静态基于体积的注入，所提出的方法是可行的替代方案。
2021-01-08 physics.comp-ph physics.flu-dyn
PCIC: Cylindrical Volume Moment Calculation and Interface Reconstruction for Sub-Grid Modeling in Volume of Fluid Methods
Cornell University（康奈尔大学）；ISAE-SUPAERO, Université de Toulouse（图卢兹大学 ISAE-SUPAERO）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文提出PCIC方法，通过计算二次圆柱体截断多面体的解析体积矩，实现子网格液桥建模，提升体积流体模拟中界面重建的精度与稳定性。
2026-03-25 math.MG physics.comp-ph physics.flu-dyn
PLIC-Net: A Machine Learning Approach for 3D Interface Reconstruction in Volume of Fluid Methods
本文提出PLIC-Net，利用前馈深度神经网络从体积分数和相重心数据预测PLIC平面法向量，实现VOF三维界面重建，在保证体积守恒的同时降低计算成本并减少虚假平面。
2024-08-02 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Volume-averaged macroscopic equation for fluid flow in moving porous media
达西定律和Brinkman方程是两个主要的模型，用于蠕动流体在运动的可渗透颗粒内的流动。在这两种模型中，动量方程中忽略了流体速度的时间导数和非线性对流项。本文采用体积平均法，从孔隙尺度微观方程出发，严格推导出包含这两项的新的动量方程，该方程在蠕动流条件下可简化为达西定律和Brinkman方程。采用格子Boltzmann方程方法，求解了多孔圆柱沿通道中心线运动的宏观方程组。研究了方程组在内禀相平均速度和相平均速度下的伽利略不变性。结果表明，常用的相平均速度不能作为表观速度，而应选择本征相平均速度作为多孔颗粒体系的表观速度。
2014-04-25 physics.comp-ph physics.flu-dyn
New Approaches for the Interface Reconstruction and Surface Force Computation for Volume of Fluid Simulations of Droplet Interaction of Immiscible Liquids
针对不相溶液体液滴碰撞，提出VOF方法的高效界面重构和增强CSS表面力计算模型，模拟结果在形态和机制边界上与实验高度一致。
2021-04-26 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Numerical modeling of bubble-particle interaction in a volume-of-fluid framework
本文提出了一种数值方法来模拟含气泡颗粒相互作用的气液固三相流动，包括颗粒碰撞、滑动和附着。气液两相流在欧拉框架下采用流体体积法进行模拟。粒子运动预测的拉格朗日框架。提出了碰撞检测和粒子滑动、附着判定的算法。一个有效的气泡被引入到模拟这些气泡-颗粒相互作用。所提出的数值方法是通过实验的情况下，需要一个单一的气泡与颗粒的上升进行验证。从模拟中获得的碰撞和附着概率进行比较，模型和实验结果的基础上的气泡直径，颗粒直径，和接触角。气泡附近的颗粒轨迹，显示与建议的气泡-颗粒相互作用模型的差异。利用该模型观察了碰撞粒子的滑动和附着过程。
2020-11-30 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A robustness-enhanced reconstruction based on discontinuity feedback factor for high-order finite volume scheme
本文提出一种基于间断反馈因子与WENO重构结合的混合重构方法，在二维网格上有效提升了高阶有限体积格式在间断区域的鲁棒性，同时保持了高分辨率。
2024-01-19 cs.NA math.NA physics.comp-ph
An open-source finite volume toolbox for solid mechanics and fluid-solid interaction simulations
University College Dublin（都柏林大学）；University of Zenica（泽尼察大学）；NV Bekaert SA（Bekaert公司）；University of Zagreb（萨格勒布大学）；Johannes Kepler University（约翰内斯·开普勒大学）
本文介绍了一个基于OpenFOAM的开源工具箱，用于固体力学和固-流相互作用模拟，强调了面向对象设计、代码使用与维护，并通过典型测试问题验证了其能力。
2018-09-03 cs.NA math.NA physics.comp-ph
A novel volume of fluid ghost-cell immersed boundary method for free surface flow interacting with structures
本研究针对自由表面流与结构物相互作用问题，提出新型流体体积法虚拟单元浸入边界方法，通过正交边界处理、非正交效应修正及运动边界适配，基于OpenFOAM开发求解器，验证显示其能有效抑制扰动、准确捕捉流固耦合过程。
2024-09-13 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Open-source finite volume solvers for multiphase (n-phase) flows involving either Newtonian or non-Newtonian complex fluids
两个新的控制体积求解器multiFluidInterFoam和rheoMultiFluidInterFoam的牛顿和非牛顿n相流的模拟，分别提出，充分考虑界面张力和接触角的影响，为每个阶段。multiFluidInterFoam求解器修改了OpenFOAM为牛顿流提供的常规multiphaseInterFoam求解器的某些关键方面，提高了其效率和鲁棒性，但最重要的是大大提高了其表面张力驱动流的精度。新的求解器使用基于MULES方法的流体体积（VOF）方法和人工界面压缩界面捕获，结合合适的连续表面力模型，即界面张力系数分解方法用于处理相之间的界面张力配对。VOF平滑也通过在体积分数的分布上应用拉普拉斯滤波器来实现。rheoMultiFluidInterFoam求解器能够充分考虑复杂的非牛顿效应（例如屈服应力、粘弹性等）。所涉及的液体。为此，开发的求解器结合了RheoTool工具箱（Pimenta和Alves（2017）J. Non-Newtonian Fluid Mech. 239，85-104），利用了大量适用于模拟具有复杂流变学的不同类型流体的本构方程。考虑到典型的基准两相和三相流动，我们的求解器针对各种不同的流动设置进行了测试;考虑了涉及牛顿、粘塑性和粘弹性液体的流动。对解析解或以前公布的数值数据进行比较，清楚地表明新的求解器，以有效地和准确地模拟界面张力为主的简单和复杂的液体…
2022-03-18 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Finite Volume $vs.$ Streaming-based Lattice Boltzmann algorithm for fluid-dynamics simulations: a one-to-one accuracy and performance study
提出了一种新的格子Boltzmann方程的有限体积（FV）离散方法，该方法结合了高精度和有限的计算量。为了评估的FV方法的性能，我们进行了系统的比较，专注于精度和计算性能，与标准的$streaming$（ST）格子玻尔兹曼方程算法。据我们所知，这种系统的比较以前从未报道过。特别是，我们的目的是澄清是否以及在何种条件下，所提出的算法，更一般地说，任何FV算法，可以作为选择的方法，在流体动力学LB模拟。因此，比较分析进一步扩展到现实流动的情况，特别是湍流条件下的热驱动流动。我们报告的第一个成功的模拟高瑞利数对流进行的格子玻尔兹曼FV为基础的算法与壁网格细化。
2016-02-05 physics.comp-ph physics.flu-dyn
gVOF: An open-source package for unsplit geometric volume of fluid methods on arbitrary grids
gVOF软件包包括一套完整的自包含的例程，用于流体体积初始化，界面重建和流体平流，用于在任意网格上实现几种准确有效的几何流体体积（VOF）方法，无论是结构化的还是非结构化的，具有凸或非凸单元，基于多维不分裂平流和分段线性界面计算（PLIC）计划。该软件包使用非凸的分析和几何工具开发的洛佩斯等人。392（2019）666-693]和López等人[J. Comput. Phys.444（2021）110579]。在对流步骤中所需的操作一般涉及处理的高复杂性的非凸通量多面体，甚至与自相交的面，这是鲁棒性和有效地处理在这项工作中，而不需要昂贵的技术的基础上凸分解。结果的准确性，计算效率，和体积（本地和全球）守恒性质的不同组合的实施对流和重建方法的结构化和非结构化网格的几个数值试验。与其他作者使用先进的几何VOF方法所获得的结果进行了广泛的比较，显示了出色的性能的gVOF包的效率和精度。为了证明该软件包在解决复杂的两相流问题的性能，实施的方法与现有的内部代码相结合，以模拟自由表面上的水滴的影响。该软件包可以在FORTRAN或C语言中使用，并将公开下载。OpenMP应用程序编程接口也用于提高计算效率。
2021-11-02 physics.comp-ph physics.flu-dyn
On the Influence of Gradient Reconstruction Procedures Over the Accuracy of Finite Volume Based Schemes
在以单元为中心的有限体积方法的上下文中，当在单元界面处执行属性梯度的重建时必须小心。本文分析了三种不同的梯度重建程序，使用三种不同的湍流模拟试验情况，即零梯度平板，亚音速NACA 0012翼型和跨音速OAT 15 A翼型。分析主要涉及四边形网格的使用。气体动力学方程的求解使用Roe的二阶迎风格式的隐式实现。采用Spalart-Allmaras负湍流模型求解RANS封闭问题。每个梯度离散过程的解决方案的质量进行了分析，并在文献中的实验数据和其他数值解进行比较。对于这里考虑的情况下，得到良好的协议之间的计算解决方案和预期的结果，无论使用的梯度重建方案。
2023-01-05 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A $4^{\rm th}$-order accurate finite volume method for ideal classical and special relativistic MHD based on pointwise reconstructions
本研究提出一种基于约束输运形式体系的4阶精度有限体积格式，通过逐点重构、通用迎风约束输运平均及含间断检测的限制策略，实现经典与狭义相对论MHD的高效高精度求解，经基准测试验证了其准确性与鲁棒性。
2023-12-18 astro-ph.HE physics.comp-ph physics.plasm-ph
Physics-Constrained Bayesian Neural Network for Fluid Flow Reconstruction with Sparse and Noisy Data
在许多应用中，流量测量通常是稀疏的并且可能是有噪声的。从有限的和不完善的流场信息重建高分辨率的流场是重要的，但具有挑战性。在这项工作中，我们提出了一种创新的物理约束贝叶斯深度学习方法，用于从稀疏的噪声速度数据中重建流场，其中通过似然函数施加基于方程的约束，并且可以估计重建流的不确定性。具体而言，在稀疏测量数据上训练贝叶斯深度神经网络以捕获流场。与此同时，违反物理定律的行为将在大量无法测量的时空点上受到惩罚。一个非参数变分推理方法，使有效的物理约束贝叶斯学习。几个测试情况下，理想化的血管流与合成测量数据的研究，以证明所提出的方法的优点。
2020-01-15 physics.comp-ph physics.data-an physics.flu-dyn
Finite Volume Graph Network(FVGN): Predicting unsteady incompressible fluid dynamics with finite volume informed neural network
本文提出有限体积图网络FVGN，将有限体积物理约束纳入图神经网络损失函数，并采用两次消息聚合机制，以更低训练成本提升非定常不可压缩流动及边界层预测精度与几何泛化能力。
2024-03-17 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Super-Resolution Analysis via Machine Learning: A Survey for Fluid Flows
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Keio University（庆应义塾大学）
本文综述了基于机器学习的涡旋流动超分辨率重建方法，通过二维衰减各向同性湍流案例证明受物理启发的模型能从空间受限测量中成功重建流场，并讨论了该技术在流体应用中的挑战与前景。
2023-06-07 cs.LG physics.comp-ph physics.flu-dyn
Analytic Solution to the Piecewise Linear Interface Construction Problem and its Application in Curvature Calculation for Volume-of-Fluid Simulation Codes
自1984年以来，平面-立方体相交问题一直存在于文献中，并且从那时起，它的迭代解一直被用作计算流体动力学模拟代码中的分段线性界面构造（PLIC）的一部分。在许多情况下，PLIC是这些模拟计算时间的瓶颈，因此，对平面立方体相交的更快的解析解将大大减少此类模拟的计算时间。我们推导出所有交叉情况下的解析解，并将其与Scardovelli和Zaleski（Ruben Scardovelli和Stephane Zaleski）的前一个解进行比较。“解析关系连接线性界面和体积分数在矩形网格”。在：计算物理杂志164.1（2000），pp。228-237.），我们进一步改进以包括边缘情况，并进行微优化以减少算术运算和分支。然后，我们将计算时间和精度的比较扩展到包括两种不同的迭代解决方案。我们发现，最佳选择取决于所采用的硬件平台：在CPU上，牛顿-拉夫森是最快的矢量化，而分析解决方案执行更好。其原因是向量化指令集不包括解析解中使用的三角函数。在GPU上，最快的方法是我们优化版本的分析SZ解决方案。最后，我们提供详细的PLIC的应用之一：曲率计算的体积的流体模型用于自由表面流体模拟结合格子玻尔兹曼方法。
2021-02-18 cs.CG physics.comp-ph physics.flu-dyn
A hybrid particle volume-of-fluid method for curvature estimation in multiphase flows
本文提出了一种用于多相流流体体积模拟中界面曲率估计的粒子方法。该方法是非常适合于解决接口，它被证明是更准确的比抛物线拟合，在这种情况下。曲率是从被约束到圆弧并被吸引到界面的粒子的平衡位置计算的。建议的粒子方法相结合的高度函数的方法在更高的分辨率，它被证明优于目前的高度函数和抛物线拟合的组合。该算法在概念上是简单和直接的实现新的和现有的软件框架多相流模拟，从而提高了他们的能力，在具有挑战性的流动问题。我们评估了一些二维和三维的基准流问题上提出的混合方法，并说明其模拟涉及气泡聚结和湍流多相流的流动的能力。
2020-01-22 cs.NA math.NA physics.comp-ph
Volume of Fluid (VOF) type advection methods in two-phase flow: a comparative study
CNRS-UMR6614 CORIA, Universite de Rouen（法国国家科学研究中心CORIA实验室，鲁昂大学）；Czestochowa University of Technology（琴斯托霍瓦理工大学）
本文比较了四种不同的VOF计算方法，通过在同一代码中实现作为可切换选项，排除了其他数值方案的影响，验证了不同方法在静止输运和全N-S解中的性能差异。
2014-05-20 cs.NA math.NA physics.comp-ph
Verification of a binary fluid solidification model in the finite-volume flow solver
Institute of Numerical Methods in Mechanical Engineering, Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学机械工程学院数值方法研究所）
本文验证了二元流体热传导主导固相形成模型的数值实现，探讨了其适用范围，并通过Al-4.1%Cu合金在二维矩形腔体中的数值研究，展示了固相形成模型与流求解器耦合的重要性。
2015-07-04 cs.NA math.NA physics.comp-ph
