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An investigation of interface-sharpening schemes for multi-phase mixture flows

机译：多相混合流界面锐化方案研究

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This work evaluates several approaches for sharp phase interface-capturing in computations of multi-phase mixture flows. Attention is focused on algebraic interface-capturing strategies that fit directly within a finite-volume MUSCL-type framework, in which dimension-by-dimension reconstruction of interface states based on extrapolated fluid properties is the norm. In this scope, linear, sine-wave, and tangent hyperbola volume-fraction reconstructions are examined for a range of problems, including advection of a volume-fraction discontinuity, the Rayleigh-Taylor instability, a dam-break problem, an axisymmetric jet instability, the Rayleigh instability, and flow within an aerated-liquid injector. An implicit dual-time stepping approach, applied directly to a preconditioned form of the governing equations, is used for time-advancement. The results show that the sharpening strategies are successful in providing two-to-three-cell capturing of volume-fraction discontinuities.
机译：这项工作评估了几种用于在多相混合物流计算中进行尖锐相界面捕获的方法。注意力集中在直接适合于有限体积MUSCL类型框架的代数界面捕获策略中，其中基于外推流体特性的界面状态的逐维重构是常态。在此范围内，对线性，正弦波和切线双曲线体积分数重构进行了检查，研究了一系列问题，包括体积分数不连续性的平流，瑞利-泰勒不稳定性，溃坝问题，轴对称射流不稳定性，瑞利不稳定性以及充气液体注射器内的流动。隐式双时间步进方法直接应用于控制方程的预处理形式，用于时间提前。结果表明，锐化策略成功地提供了两到三个单元格的体积分数不连续性捕获。

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