Cải tiến phương pháp kết hợp CLSVOF trong tính toán mặt thoáng dòng chảy hai pha dựa trên chương trình mã nguồn mở OpenFoam


Nguyễn Duy Trọng, Nguyễn Hải Anh
Viện Mô hình Mô phỏng, Viện Nghiên cứu phát triển Viettel
Email: [email protected]
Điện thoại:
    0     304
  • gplus
  • pinterest

Tóm tắt báo cáo

Mô phỏng mặt thoáng dòng chảy nhiều pha là bài toán có nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tế như xác định trường sóng của tàu trong quá trình chuyển động, xác định tỉ phần thể tích lỏng, khí trong ống khai thác dầu khí, … Có nhiều cách tiêp cận và phương pháp tính đã được phát triển để giải bài toán này trong đó nổi bật nhất có hai phương pháp chính thường được sử dụng rộng rãi là phương pháp thể tích chiếm phần (Volume of Fluid – VOF) và phương pháp hàm định mức (Level Set – LS). Ưu điểm của phương pháp tỉ phần thể tích là bảo toàn được khối lượng của chất lỏng trong quá trình tính toán tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là không tái tạo lại được chính xác bề mặt phân cách do sai số trong phép tính ứng suất của bề mặt chất lỏng. Ngược lại trong phương pháp hàm định mức, bằng việc xác định hàm dấu liên tục, hình dạng của bề mặt phân cách có thể được ước lượng với độ chính xác cao. Phương pháp này có nhược điểm là tính bảo toàn khối lượng của hỗn hợp tại mặt phân cách không được bảo toàn do việc xác định lại khoảng cách của hàm định mức sau mỗi bước lặp tính toán. Bằng việc kết hợp ưu điểm của hai phương pháp trên, báo cáo trình bày một số kết quả tính toán mô phỏng mặt phân cách của dòng chảy hai pha. Kết quả mô phỏng cho thấy, mặt phân cách mô phỏng của dòng chảy hai pha thu nhận được có độ chính xác cao hơn cũng như tính bảo toàn khối lượng của hỗn hợp chất lỏng tại mặt phân cách được đảm bảo tốt hơn.

Toàn văn báo cáo





Danh sách bình luận


Tham gia bình luận

Đánh giá:
Cải tiến phương pháp kết hợp CLSVOF trong tính toán mặt thoáng dòng chảy hai pha dựa trên chương trình mã nguồn mở OpenFoam Report description: Mô phỏng mặt thoáng dòng chảy nhiều pha là bài toán có nhiều ứng dụng quan trọng trong thực tế như xác định trường sóng của tàu trong quá trình chuyển động, xác định tỉ phần thể tích lỏng, khí trong ống khai thác dầu khí, … Có nhiều cách tiêp cận và phương pháp tính đã được phát triển để giải bài toán này trong đó nổi bật nhất có hai phương pháp chính thường được sử dụng rộng rãi là phương pháp thể tích chiếm phần (Volume of Fluid – VOF) và phương pháp hàm định mức (Level Set – LS). Ưu điểm của phương pháp tỉ phần thể tích là bảo toàn được khối lượng của chất lỏng trong quá trình tính toán tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là không tái tạo lại được chính xác bề mặt phân cách do sai số trong phép tính ứng suất của bề mặt chất lỏng. Ngược lại trong phương pháp hàm định mức, bằng việc xác định hàm dấu liên tục, hình dạng của bề mặt phân cách có thể được ước lượng với độ chính xác cao. Phương pháp này có nhược điểm là tính bảo toàn khối lượng của hỗn hợp tại mặt phân cách không được bảo toàn do việc xác định lại khoảng cách của hàm định mức sau mỗi bước lặp tính toán. Bằng việc kết hợp ưu điểm của hai phương pháp trên, báo cáo trình bày một số kết quả tính toán mô phỏng mặt phân cách của dòng chảy hai pha. Kết quả mô phỏng cho thấy, mặt phân cách mô phỏng của dòng chảy hai pha thu nhận được có độ chính xác cao hơn cũng như tính bảo toàn khối lượng của hỗn hợp chất lỏng tại mặt phân cách được đảm bảo tốt hơn.


Cai tien phuong phap ket hop CLSVOF trong tinh toan mat thoang dong chay hai pha dua tren chuong trinh ma nguon mo OpenFoam


Mo phong mat thoang dong chay nhieu pha la bai toan co nhieu ung dung quan trong trong thuc te nhu xac dinh truong song cua tau trong qua trinh chuyen dong, xac dinh ti phan the tich long, khi trong ong khai thac dau khi, … Co nhieu cach tiep can va phuong phap tinh da duoc phat trien de giai bai toan nay trong do noi bat nhat co hai phuong phap chinh thuong duoc su dung rong rai la phuong phap the tich chiem phan (Volume of Fluid – VOF) va phuong phap ham dinh muc (Level Set – LS). Uu diem cua phuong phap ti phan the tich la bao toan duoc khoi luong cua chat long trong qua trinh tinh toan tuy nhien nhuoc diem cua phuong phap nay la khong tai tao lai duoc chinh xac be mat phan cach do sai so trong phep tinh ung suat cua be mat chat long. Nguoc lai trong phuong phap ham dinh muc, bang viec xac dinh ham dau lien tuc, hinh dang cua be mat phan cach co the duoc uoc luong voi do chinh xac cao. Phuong phap nay co nhuoc diem la tinh bao toan khoi luong cua hon hop tai mat phan cach khong duoc bao toan do viec xac dinh lai khoang cach cua ham dinh muc sau moi buoc lap tinh toan. Bang viec ket hop uu diem cua hai phuong phap tren, bao cao trinh bay mot so ket qua tinh toan mo phong mat phan cach cua dong chay hai pha. Ket qua mo phong cho thay, mat phan cach mo phong cua dong chay hai pha thu nhan duoc co do chinh xac cao hon cung nhu tinh bao toan khoi luong cua hon hop chat long tai mat phan cach duoc dam bao tot hon.
Hội nghị 40 năm Viện Cơ www.hoinghiVCH40nam.tk Hà Nội, Việt Nam 264 Đội Cấn, Ba Đình VN-HN 10000 VN 024.38325541