利用多介质PPM方法数值模拟斜激波与物质交界面的相互作用

【摘要】：发展适合于多介质流动的数值方法及其对复杂流动现象的模拟是近几年来的研究热点之一，比较常用的方法是利用质量分数模型方程。为防止在界面附近的压力振荡而提出了众多的数值方法。Abgrall通过接触界面两侧的压力平衡和速度一致假设导出流体体积分数等参数的演化方程，结合Euler方程组，得出了基于准守恒型控制方程组的计算模型。Shyue将该计算方法推广到基于一般刚性气体状态方程的γ模型和体积分数模型的准守恒型Euler方程组。 本文结合Abgrall／Shyue的计算模型和经典的高精度PPM方法数值模拟了多介质可压缩流动的情况。一维和二维问题的算例表明，本方法可以较好的模拟高密度比水气两相介质、带强激波的可压缩流动，对于激波和接触间断分辨率较高。文中重点数值模拟了斜激波与不同物质交界面的相互作用的演化过程，并给出了交界面上由于切向流效应产生的涡列的演化过程。