计算与应用讨论班——基于几何化Clebsch映射的自由表面流算法
报告人:熊诗颖,(浙江大学,航空航天学院)
时间:2024年4月24日,15:30
地点:海纳苑2幢202室
摘要:预量丛(prequantum bundle)的底空间是一个辛空间(symplectic manifold),全空间是一个切触空间(contact manifold),其通过投影映射将切触结构和辛结构联系起来。几何化Clebsch映射将流体运动空间映射到预量丛,将速度一形式(velocity 1-form)看成切触结构的拉回(pullback),将涡量二形式(vorticity 2-form)看成辛结构的拉回,给了流体运动一种新的表达形式。本研究基于该理论,发展了一种自由表面流的计算方法。首先将速度场描述的流体力学方程转换成一种预量丛(即Hopf纤维丛)中单位双分量波函数的演化,并通过构造混合算法将速度场的黏性力投影到波函数上,克服了几何理论不能直接描述黏性流的缺陷。然后开发波函数修正技术和外插技术,将数值算法应用到具有界面压强间断的自由表面流动。进一步,结合反向追踪算法,将该方法推广到气泡涡管流动,可自动处理气泡管的破碎与融合。提出的方法在保持涡结构连续演化和降低数值耗散方面有独特优势,并可通过低网格精度高效模拟复杂自由表面涡现象。
个人简介:熊诗颖,现任浙江大学航空航天学院百人计划研究员。2014年获吉林大学物理学学士学位。2019年获北京大学流体力学博士学位。2019年到2022年在美国达特茅斯学院从事计算机图形学博士后研究。研究方向包括涡动力学、计算流体力学和机器学习等。相关成果在Journal of Fluid Mechanics、Journal of Computational Physics、ACM Transactions on Graphics等发表多篇学术论文。
联系人:张庆海(0015089@zju.edu.cn)