体积分数的空间分布隐含着界面的位置和形状，通过求解体积分数的输运方程，可实现多相或多介质流体界面形状及演化的计算。流体体积（VOF）法是一种界面捕捉方法，相比于界面追踪方法（如标记网格法），该方法可以利用流体体积分数很方便地处理界面破碎、融合以及大变形等问题。

流体体积法最初由C.W.赫特与B.D.尼科尔斯在1981年提出，由于其良好的体积守恒特性以及自然的对多相流动的可拓展性，被广泛应用于多相流、界面流以及涉及相变与化学反应的流动中。下图为流体体积法示意图。整个计算域由直角坐标网格离散，粗实线表示两相流体界面，表示一个网格单元内某一相流体的体积分数函数。

流体体积法示意图

流体体积法的计算过程主要分为以下两个方面。

由于流体体积函数并不直接表征流体界面位置，因此在需要计算界面参数如表面张力时，需要首先对界面形状进行计算，这一过程称为界面重构。根据精度以及光滑性的不同，界面重构具有多种计算方法，较为常用的有零阶重构、一阶重构，更为精细的有二阶重构和样条重构等。界面重构的精度对界面物理量的计算，以及输运方程的求解均有重要的影响。

在完成界面重构后，需要对流体体积函数的输运方程进行求解。由于其本质上是标量场的输运，因此可以应用已有的标量场输运方程计算方法。需要注意的是，由于流体体积函数具有明确的物理含义，其取值必须在0～1选取，因此对离散格式的守恒性和保界性有较为严格的要求。

发展高精度的界面重构方法对于提升流体体积法的界面捕捉精度有重要作用。研究热点主要集中于高精度重构，如二阶或高阶重构以及混合重构方法，如与水平集方法耦合重构、与标记网格法耦合重构等。此外，非结构网格重构方法，如切割单元法和自适应网格方法，也受到了广泛的关注。

由于流体体积法可以很自然地推广到多相流动，因此关于多相流体体积法，如多相界面重构等问题得到了深入的研究。此外，由于流体体积法具有质量守恒属性，可以推广到复杂介质如多孔材料中的流动问题求解。这类问题中的界面重构、输运方程与其基本形式有所不同，因此作为一项应用研究具有很大的发展空间。