找到vof中interface的位置

[linhan.ge]

@队长别开枪 多谢解答。修改MULES时非常简单，直接在相应位置把通量或体积分数替换掉即可。不知道在isoadvector中是不是也是类似的操作。

[李东岳]

@linhan-ge 在 找到vof中interface的位置 中说：

H就是颗粒表面与气泡表面的距离，n是气泡径中心与颗粒中心相连的方向向量。

以疏水力举例，主要就是定义H和n。提醒几点：

• 如要计算颗粒表面与气泡表面的距离H，最好先求n
• 在求n的时候，颗粒中心有了。你的气泡中心，目前OpenFOAM里面是VOF，这个是重构出来的。你要精准的获得气泡中心，你需要非常高的网格分辨率，这样才能比较准。如果有了比较高的分辨率，可以通过alpha值提取出气泡边界，通过这个边界，依据你们的算法计算出中心位置。这样n向量就有了
• 有了n之后，H要顺着n求，这个比较好求

个人感觉，你们这个网格分辨率要很大。VOF是直接模拟。DEM是介尺度。假定一个气泡4mm，那网格如果是0.1mm的话，你的颗粒直径最好小于0.01mm左右。DEM这面求解精度高度要求网格大于颗粒直径，VOF那面要求网格远小于气泡直径。可以衡量下。

比如你第二个图，液滴和颗粒这个图，这个图液滴和颗粒基本同量级。网格方面会存在冲突。网格太密DEM那面不好用，网格太粗液滴界面出不来。如果模拟单气泡，应该比较好处理。

PS 图片很直观，经典。

如何在代码层面尽量快速高效的找到alpha1=0.5的所有网格的位置，要遍历所有网格去找吗？

回到你最开始的问题，这个需要有非常好的网格分辨率。比如网格尺度是气泡尺度的百分之一或千分之一。才能有这个界面。如果网格糙，界面就存在厚度。你可以寻找$0.2<\alpha <0.8$，类似这样给两个用户自定义阈值。

目前，能想到的只有遍历网格去找。另一种方法是参考DEM那面，DEM那面通过粒子穿过网格面的算法去定位粒子所在的网格位置。But，非常复杂且有点小bug，有时候粒子沿着网格定点对角线穿过的时候粒子就丢了。

[linhan.ge]

@东岳 非常感谢如此详尽的回复，高手就是高手，直戳问题的要点，信息量较大，我需要消化消化。由于DEM的问题，目前我肯定无法使用非常细的网格，在另一篇帖子里，我想尝试用dual grid来解决这个问题，但可能毕业前没有时间尝试了。在力的处理上，我感觉可能需要用简化的模型代替，来回避对精确界面的依赖。我再仔细琢磨琢磨您的回复。

[李东岳]

@linhan-ge 有什么进展么最近

[linhan.ge]

@东岳 最终还是通过简化力的模型来解决这个问题。正如你之前说的，通过找到界面进行几何分析来计算相应的力需要网格分别率很高， 但是再小的网格也比颗粒要大，这就无法提供足够精确的几何关系。

[litong189456]

@队长别开枪 您是做带有几何重构的VOF算法的，我想请问一下，现有的算法都是在不可压缩流体中使用，对于可压缩流体，这些几何重构算法（比如PLIC）还能适用吗，为什么现在没有相应的文章呢，是没有人做，还是说在算法上有难以解决的问题呢，这个问题困扰我好久了。

[队长别开枪]

@litong189456 目前我的工作还没考虑气相的可压缩性，考虑可压缩性后，控制体内的密度就不再是VOF的函数了，一些控制方程也要改，应该不容易搞

[litong189456]

@队长别开枪 谢谢

[linhan.ge]

@队长别开枪 最近想钻研下isoadvector，想请教大神一些基本问题。
相方程中的时间项在isoadvector代码的哪个部分求解的呢？找了一圈只找到advection那项。
@队长别开枪 在 找到vof中interface的位置 中说：

求解过程中的0.5等值面提取没搞过啊，只有后处理的时候提取过iso-surface。你说的这个需要在求解过程中确定interface的位置，使用OpenFoam最新的iso-Advector或者PLIC-VOF吧，这两个都属于几何重构方法，求解过程中可以得到interface的位置信息。

这里，您说的interface的位置信息具体是怎么得到的呢，代码上如何处理？

[队长别开枪]

@linhan-ge 绝大部分几何重构方法都是使用一阶欧拉显式方法处理VOF方程中的时间项的，具体到代码就是

    // Initialising dVf with upwind values
    // i.e. phi[facei]*alpha1[upwindCell[facei]]*dt
    dVf_ = upwind<scalar>(mesh_, phi_).flux(alpha1_)*mesh_.time().deltaT();

    // Do the isoAdvection on surface cells
    timeIntegratedFlux();

    // Synchronize processor patches
    syncProcPatches(dVf_, phi_);

    // Adjust dVf for unbounded cells
    limitFluxes();

    // Advect the free surface
    alpha1_ -= fvc::surfaceIntegrate(dVf_);

fvc::surfaceIntegrate(dVf_)就是用来计算当前时间步流过控制体表面的主相体积占控制体体积的比值。

isoAdvector获取重构好的interface比较困难。在PLIC方法中则会定义交界面为$\vec{n} \cdot \vec{X} + D_0 = 0$，通过求解$\vec{n}$和$D_0$得到interface的近似平面。我们组最近会开源一个基于PLIC方法的二维求解器，在里面可以很方便地得到这个interface的空间位置，三维的预计年底开源，文章正在审。参考 https://doi.org/10.1002/fld.4664

[李东岳]

这个蛮好的嘛

[队长别开枪]

@东岳 在前人的基础上做的研究，只求老板给毕业

[linhan.ge]

@队长别开枪 非常有用的信息，期待你们求解器的开源。

[李东岳]

@队长别开枪
你主要做界面这面的哪个模型？PLIC？

[队长别开枪]

@东岳 做的比较杂，主要是PLIC，提高多边形多面体网格中PLIC的求解效率，PLIC + overset mesh，使用PLIC研究气蚀，就这些

[fireztw]

@队长别开枪 队教授 我目前在使用VOF代数重构的方法在做相关研究，对于几何重构的优点不是很明白，PLIC算法在of中的应用能否提供简单的例子学习一下啊，非常感谢

[队长别开枪]

@fireztw 给个图吧
左边是isoAdvector，属于几何重构方法里的一种，右边代数方法。纠正一下说法，代数方法没有重构这一步的，优点在于求解效率和网格单元形状的适应性。

[nbyjn]

@队长别开枪 大神您好 刚读了上面您的PLIC-VOF的论文 请问这套代码开源了吗 谢谢

[队长别开枪]

@nbyjn 留个邮箱。

[nbyjn]

@队长别开枪 992906307@qq.com 万分感谢！ 另外想请教您一个问题 plic界面重构方法和动网格（没有拓扑变形的动网格）会有冲突吗 因为上文提到的isoadvector方法只能用于一部分动网格 不知道plic方法会不会有类似问题