界面追踪的Level Set和Particle Level Set方法

Level Set方法是20世纪90年代很流行的界面追踪技术,国外已有个别实例将此方法应用于不可压缩流体的计算.但其对界面具有抹圆的作用,造成梯度很大的界面失真.Particle Level Set方法可以弥补这一缺陷.本文首先介绍了这两种界面追踪的方法.然后采用五阶WENO格式离散空间导数,并采用三阶TVD-Runge-Kutta方法离散时间导数,用计算机Fortran语言建立了界面追踪的模型.最后通过平移流场中的同心方框、旋转流场中的缺口圆和剪切流场中圆的三维界面的追踪算例,对两种方法进行了对比验证.同时,用剪切流场中圆的算例对比了Particle Level Set和单纯拉哥朗日方法.结果表明,Particle Level Set对界面的描述更为精细,可以用于大梯度的界面追踪;Particle Level Set和单纯拉哥朗日方法的结果很接近.