VOF求解自由水面问题，求解空气区域吗？

[zhaolanhao]

感觉有两种做法：
1、只求解有水的网格和水-气自由面的网格，不求解空气网格。但需要自由面的重构，需要施加自由面边界条件。
2、当作两相流，用因子F来插值平滑界面附近的密度和粘性，然后用同一套方程求解整个区域，包括水，空气，以及交界面网格。不需要自由面的重构，不需要施加自由面边界条件。
不知道上述理解是否正确？
Flow-3D官网称，他们用的是第一种，是真正的VOF，其他软件用的是第二种，是Pseudo VOF，是不准确的。
但是感觉绝大多数的VOF应用，貌似都是采用了第二种？
另外，如果是第二种，和Level Set方法有何区别？
欢迎讨论，感谢。

[队长别开枪]

@zhaolanhao 代码实现上第二种相对容易，历史久一点的代码要改成第一种的话工作量很多。而且第一种如果不求解气相区域的话，类似气泡上升等以气相为主要研究对象的问题能不能很好的模拟？这个我不清楚所以提出来。
第二种的话，总体来说求解策略大体上分代数方法和几何重构方法，代数方法代表有CICSAM, MULES 等各种高阶格式，不需要重构；几何重构最具代表性的是PLIC，但是主要还是限制在四面体、六面体网格上，OpenFOAM新出的isoAdvector则适用于多面体网格。
Level Set (LS) 方法的优势的是LS函数是连续函数 ，但是在质量守恒特性上不如VOF，因此又出现了CLSVOF方法，在进行几何重构的时候使用LS函数的梯度确定交界面的法向矢量。

[Cloud1990]

[Cloud1990]

@cloud1990 在 VOF求解自由水面问题，求解空气区域吗？ 中说：

Left: Correct jet shape predicted by TruVOF technique used in FLOW-3D. Right: Incorrect jet shape predicted by pseudo-VOF technique used by other CFD codes.

Left: FLOW-3D‘s TruVOF technique predicts jet impingement on wall and some outflow. Right: Pseudo-VOF methods don’t predict realistic jetting of fluid on side walls.

从结果上看，flow3D 所谓的TruVOF是有问题的，air velocity 和　air resistance = 0?　这个可能比较适合粗网格计算，作为一个tricky的存在．但理论上，这个TruVOF是无法解决wind wave的问题．