Método de volumen líquido

El método del volumen de fluido ( VOF ) es un método numérico para aproximar la superficie libre . Pertenece a la clase de métodos de Euler, que se caracterizan por una cuadrícula que es estacionaria o se mueve según la forma cambiante de la superficie de acuerdo con una determinada ley. El método es un algoritmo que permite al programador rastrear la forma y la posición de una superficie como un todo, pero no es un algoritmo independiente. Las ecuaciones de Navier-Stokes que describen el movimiento de los flujos deben resolverse por separado, lo cual es típico para todos los demás algoritmos de advección .

Especificación

La base del método es la función fraccionaria , que es la integral de las funciones características del líquido en un volumen finito (llamémosle celda). Si la celda está vacía (sin líquido), es igual a cero, si la celda está llena , para estados intermedios . es una función continua que toma valores de 0 a 1. $C$ $C$ $C=1$ ${\ estilo de visualización 0 <C <1}$ $C$

La función fraccionaria es lineal y mientras el fluido se mueva a una velocidad $C$

$\mathbf {v} =(u(x,y,z),v(x,y,z),w(x,y,z))$

(en el espacio tridimensional ) cada partícula está en una fase determinada y no cambia de fase, como una partícula de aire cuya parte de una burbuja de aire en el agua sigue siendo una partícula de aire independientemente del movimiento de la burbuja (despreciamos la disolución del aire en agua). La derivada de una función fraccionaria debe ser igual a cero: $\mathbf {R^{3}}$

${\frac {\parcial C}{\parcial t))+\mathbf {v} \cdot \nabla C+\nabla \cdot (C(1-C)U_{r})=0.$

El último término aparece solo en la superficie y "comprime" esta área con la ayuda de un campo artificial . ${\ Displaystyle U_ {r}}$

Aplicación

Utilizado, en particular, en OpenFoam para modelar problemas con una superficie libre.