对于Open FOAM 模拟波浪的一些思考

子仲无未

The VOF method in OpenFOAM is doubted by lacking one important step: ‘free-surface reconstruction.’ The VOF method is ideal for studying the wave dynamics. It includes two major steps: 1. Re-distribute fluid mass based on the VOF equation. 2. Reconstruct the free-surface for accurately estimating the volume flux on each cell face. The first step was included in the OpenFOAM. However, the second one is not. It results on the smoke-like breaking waves in OpenFOAM.希望引起大神的共鸣，一起进行讨论。

wwzhao

@子仲无未重构完全是对几何形状进行操作，对于非结构化网格比较麻烦。不过已经有人在 OpenFOAM 中实现了对自由面 VoF 求解的界面重构 [1]，从作者给出的结果来看，新方法比 MULES 好不少。不过代码还未开源。

[1] https://arxiv.org/abs/1601.05392

子仲无未

@wwzhao 现在OpenFOAM自带的VOF重构不怎么好，对结果影响大吗？如何体现？

Hunahum

levelset可以吗似乎之前有人搞过

CFD中文网

@wwzhao 真可惜，发在了arxiv上，应该搞计算物理的。:tongue_out:

金石为开

@wwzhao 看看最后说明是不是在extend版本里面有呀？

金石为开

@wwzhao MULES算法你知道是怎么重构的吗？可否有这方面资料呢？我虽然用interfoam但是对mules只当做黑盒子，完全没理解。谢谢

dyj19901127

@金石为开 interFoan里就没有界面重构这个过程。

LXJCFD

@Hunahum 在对于Open FOAM 模拟波浪的一些思考中说：

levelset可以吗似乎之前有人搞过

理论上是可以的，也有人实现[1][2]，从作者的结果来看，效果也很不错。只是我们大多拘泥于OpenFOAM自带的两相流液面捕捉方法，该方法是在Weller(2002)[3]对VOF修正的基础上来的，对流项采用 MUSCL 格式。之前我们也做过验证，如果网格比较细，其实现有的VOF方法对液面的捕捉还是可以的，只是细微看会有问题。看别人文献PLIC-VOF方法好像也不错，不过没有做过，有人用OF搞过吗。或者用OF做过其他液面捕捉的方法，能否探讨下？

[1] https://www.researchgate.net/profile/Sara_Moghtadernejad/publication/281412597_Coupled_Level_Set_and_Volume_of_Fluid_method_in_OpenFoam_with_application_to_compressible_two-Phase_flow/links/55f86fa308ae07629dd55ae3.pdf
[2] http://repozitorij.fsb.hr/5004/1/Comparative_Tukovic.pdf
[3] Weller, H.G., 2002. Derivation, modelling and solution of the conditionally averaged two-phase flow
equations. Technical Report TR/HGW/02. Nabla Ltd

wwzhao

@子仲无未 @金石为开正如主帖所说的第二点，OpenFOAM 中的 MULES 求解器没有自由面重构。对于 CICSAM/HRIC/MULES 这一类 high resolution schemes 来说，由于是直接离散求解体积分数的输运方程，所以基本都不带自由面重构。

金石为开

@wwzhao 为什么这种格式可以不进行自由面重构？如果解决边界的问题比如气泡问题，这个算法可以解决吗？

wwzhao

@金石为开因为这类格式是直接通过代数方法求解体积分数输运方程，离散对流项的时候均进行了特殊处理，因此可以保证界面捕捉相对准确，但是还是没法和带自由面重构的方法相比。具体细节可以参考二楼的那篇论文。

金石为开

@wwzhao 哦哦，对此我完全不知情也没研究过。你知道哪个版本openfoam或者extend或者github里面有开源的带重构的VOF处理吗？我想研究研究，谢谢哈~~

wwzhao

@金石为开没有。

mengweilm425

@wwzhao @金石为开
我这两天看了这篇文章，里面写的interfoam的理论部分还比较详细。

Evaluating the performance of the two-phase flow solver interFoam

http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1749-4699/5/1/014016/meta

litong189456

@lxjcfd
请问您那里有第三篇文章的原文吗，在网上怎么找也找不到。[3] Weller, H.G., 2002. Derivation, modelling and solution of the conditionally averaged two-phase flow equations. Technical Report TR/HGW/02. Nabla Ltd

winsway_zero

@lxjcfd
同求第三篇文献，在网上确实找不到。