流體體積法

流體體積法（VOF法）是計算流體力學中追蹤和定位自由曲面或流體界面的數值技術。它使用靜態或以某種確定形式遷移的網格以適應於界面形狀的演化，是歐拉法的一種。

流體體積法能夠保持追蹤流體的「質量」，並且能夠容易的追蹤拓撲結構變化的流體界面，具有較好的收斂性。同時在應用中，流體體積法可以直接定義具有流體的區域使得程序代碼的開發和更改相對容易。

但是流體體積法直接獲得的界面不如水平集方法光滑，在計算時需要對邊界進行額外的插值或與平滑函數相乘等處理以獲得較為光滑的界面。現在同樣有集合水平集方法和流體體積法耦合的CLSVOF法，但這種方法在應用中仍存在一定的問題。

流體體積法的最初構想發源於網格標記法，即向網格賦標記值用於追蹤界面。最早在1981年Hirt和Nicolas將其發表於論文。流體體積法有許多不同的變種，包括最初的SOLA方法，以及之後為了解決其獲得的界面過於粗糙而發展的的WLIC，PLIC等方法。

因其具有良好的收斂性，流體體積法至今在包括Ansys Fluent，OpenFOAM等各種商業軟件中獲得了相當廣泛的應用。

由於流體體積法只能計算每個網格內的一種流體所占比例，而無法計算網格內的流體界面形狀，因此需要特別的處理以保證獲取整體的流體界面形狀。這一問題在歐拉法中尤為明顯。

參考文獻[編輯]

Hirt, C.W.; Nichols, B.D., Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries, Journal of Computational Physics, 1981, 39 (1), doi:10.1016/0021-9991(81)90145-5

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