题  目：模拟气液固相变的三维陡峭VOF方法

报告人：张杰 教授

单  位：西安交通大学

时  间：9月16日10:00

地  点：腾讯575-187-982

摘要：汽液相变或者液固相变是自然界和工业生产中的常见现象，涉及到流场、自由界面、温度和浓度场的耦合计算，发展精确的计算方法进行数值模拟是进行物理研究的重要手段。数值算法发展的难点在于相变特性不仅取决于温度场，还取决于蒸汽或者溶质成分的浓度分布，两者在两相界面处强耦合，普通算法难以维持界面两侧的物理间断。在有限体积框架下，我们提出一种陡峭型嵌入边界方法 (EBM) 来求解流场、温度场和浓度场，实现了浓度场和温度场在界面处的耦合计算，保真了陡峭界面两侧的间断物理特性，从而实现了汽液固相变精确模拟。该算法的精确性和稳定性通过一系列Benchmark算例进行了验证，并将其推广到三维情况，模拟了温度场和浓度场共同作用下的液体蒸发、三维晶枝生长等现象。最后，我们模拟了相变中非常复杂的Leidenfrost液滴蒸发以及Ni-Cu合金溶液在逆温度梯度情况下的多阶段凝固，获得和理论及实验一致的结果。

报告人简介：张杰，西安交通大学教授，2014年博士毕业于中国科学院大学，主要从事和磁约束核聚变/电磁冶金相关的流体力学研究工作，通过发展数值算法，模拟研究了强磁场下的自由界面流动，在磁流体和分层流中的多相流动领域以及气泡动力学方向开展了系列工作。主持“国家优秀青年基金”等项目，获力学学会“青年托举人才”项目支持。