[发明专利]应用于低压界面处理的虚拟介质方法、装置和设备

权利要求书

1.一种应用于低压界面处理的虚拟介质方法，其特征在于，用于模拟多相多介质可压缩流动问题，所述方法包括：

获取上一时间步的流场状态值作为初始值，其中，流场状态值包括密度、速度、压强和总能；

基于所述初始值对流场进行初始化；

基于二维通用问题中可压缩流体在欧拉坐标系下的控制方程，计算远离物质界面位置的流场状态值；其中，距离物质界面至少两个网格长度的位置为所述远离物质界面位置；

若上一时间步的物质界面位置的流场状态值中的压强小于预设的压强阈值，基于显式算法计算物质界面处当前时间步的流场状态值；

其中，基于显式算法计算物质界面处当前时间步的流场状态值，包括：

基于物质界面两侧介质的密度，通过以下公式分别计算物质界面处的速度和压强，基于计算得到的物质界面处的速度和压强确定物质界面处的密度和总能，最终得到物质界面处的流场状态值：

式中，u表示速度，p表示压强，ρ表示密度，c表示介质中的音速，r表示半径，n＝0时表示二维轴对称问题，n＝1时表示二维通用问题，△t表示时间步长，下标I、IL、IR分别表示物质界面、界面左侧、界面右侧，并且界面左侧的压强大于界面右侧的压强。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若上一时间步的物质界面位置的流场状态值中的压强大于或等于预设的压强阈值，通过常规的界面迭代算法计算物质界面处的流场状态值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

基于多相激波管问题模型，通过计算得到的物质界面处的流场状态值定义虚拟流体；

计算其余各位置的流场状态值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于多相激波管问题模型定义虚拟流体时，物质界面左侧为高压气体，物质界面右侧为水。

5.一种应用于低压界面处理的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取上一时间步的流场状态值作为初始值，其中，流场状态值包括密度、速度、压强和总能；

初始化模块，用于基于所述初始值对流场进行初始化；

第一计算模块，用于基于二维通用问题中可压缩流体在欧拉坐标系下的控制方程，计算远离物质界面位置的流场状态值；其中，距离物质界面至少两个网格长度的位置为所述远离物质界面位置；

第二计算模块，用于若上一时间步的物质界面位置的流场状态值中的压强小于预设的压强阈值，基于显式算法计算物质界面处当前时间步的流场状态值；

其中，所述第二计算模块包括：

计算单元，用于基于物质界面两侧介质的密度，通过以下公式分别计算物质界面处的速度和压强，基于计算得到的物质界面处的速度和压强确定物质界面处的密度和总能，最终得到物质界面处的流场状态值：

式中，u表示速度，p表示压强，ρ表示密度，c表示介质中的音速，r表示半径，n＝0时表示二维轴对称问题，n＝1时表示二维通用问题，△t表示时间步长，下标I、IL、IR分别表示物质界面、界面左侧、界面右侧，并且界面左侧的压强大于界面右侧的压强。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

第三计算模块，用于若上一时间步的物质界面位置的流场状态值中的压强大于或等于预设的压强阈值，通过常规的界面迭代算法计算物质界面处的流场状态值。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：

定义模块，用于基于多相激波管问题模型，通过计算得到的物质界面处的流场状态值定义虚拟流体；

第四计算模块，用于计算其余各位置的流场状态值。

8.一种应用于低压界面处理的设备，其特征在于，包括：

存储器和与所述存储器相连接的处理器；

所述存储器，用于存储程序，所述程序至少用于执行如权利要求1-4任一项所述的应用于低压界面处理的虚拟介质方法；

所述处理器，用于调用并执行所述存储器存储的所述程序。