A marching cubes based method for topology changes in three-dimensional two-phase flows with front tracking
Notice bibliographique
Résumé
• A front-tracking framework for the modeling of topology changes in two-phase flows is presented. • The marching cubes algorithm is used to perform a global reconstruction of the interface undergoing topology changes. • Robust framework applicable to complex breakup/coalescence phenomena. • Efficient framework where reconstruction operations are executed only when topology changes are detected. The handling of topology changes in two-phase flows, such as breakup or coalescence of interfaces, with front tracking is a well-known problem that requires an additional effort to perform explicit manipulations of the Lagrangian front. In this work, we present an approach that allows to perform topology changes with interfaces made of connected triangular elements. The methodology consists of replacing the fluid entities that undergo breakup/coalescence with the iso-surface corresponding to the indicator function value I = 0.5 , which automatically returns the shape of the bodies after topology changes. The generation and triangulation of such surface is obtained by exploiting the marching cubes algorithm. Since we perform the reconstruction of the interface only for the bodies that experience breakup/coalescence, the increase in computational cost with respect to a classic front tracking scheme without topology changes is small. Using validation cases, we show that the proposed reconstruction procedure is second-order accurate for volume conservation and able to capture the physics of several two-phase flow configurations undergoing topology changes. The validation cases include the breakup of a droplet in simple shear flow and two rising bubbles in different regimes (peripheral and central breakups). Coalescence is tested by modelling the binary collision between two droplets. For the selected validation cases, an excellent agreement between the numerical results and experiments is observed. The proposed methodology is able to capture the details of such interfacial flows, by predicting accurately the coalescence/breakup dynamics, as well as the number, size and shapes of satellite droplets/bubbles after topology changes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».