首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
二维卡门涡街的格子Boltzmann仿真   总被引:2,自引:2,他引:0  
格子气自动机和格子Boltzmann方法的迅速发展提供了一类求解流体力学问题的新的方法。本文中,我们介绍了Boltzmann方法,解决了格子气方法中的缺点,通过选择适当平衡分布及其参数,导出了Navier-Stokers方程,并得到了声速和粘性系数。最后在微机上模拟了在无限长平板流动问题及绕单分离板的流动问题,得到了卡门涡街。结果表该模型有格子气方法及其它的数值方法所没有的优点,计算更精确、更直观、更有效。  相似文献   

2.
格子气和格子Boltzmann方法的迅速发展提供了一类求解流体力学问题的新方法。格子Boltzmann方法在保留了格子气模型优点的同时,克服了它的不足之处。本文讨论了一种三维十五点格子Boltzmann模型,通过选择适当的平衡分布及参数,并用Chapman-Enskog展开和多尺度技术导出了Navier-Stokes方程.在微机上模拟了工程中比较常见的管排绕流问题,并与实验观察到的结果进行了比较,结果表明该模型能较好的模拟复杂流动现象,并具有较好的工程应用背景。  相似文献   

3.
致密多孔介质中气体渗流的格子Boltzmann模拟   总被引:3,自引:1,他引:2  
为了能用格子Boltzmann方法来正确地刻画致密多孔介质中微尺度流动问题,对单通道模型进行推广,并将其应用于孔隙群里气体渗流的数值模拟.通过对部分具有代表性的多孔介质中的实际流动问题进行模拟,研究渗透率与平均压力和Knudsen数之间的相互关系.基于理论分析及相关文献中的试验结果,验证模拟结果,为用格子Boltzmann方法深入研究气体渗流问题奠定基础.  相似文献   

4.
格子Boltzmann方法具有微介观的特性,能够自动捕捉和追踪界面,在多相流领域有广阔的应用前景。对于伴有气液相变的传热问题,格子Boltzmann方法已有模型较少,其中有一部分是通过质量变化间接反映相变过程,不能真实反映温度场的演化和影响。本文采用了模拟多相流动和分离的自由能模型,结合基于Stefan边界的相变传热模型,考虑壁面自由能对流体与壁面间润湿性的影响,模拟了静态接触角、过热壁面的气泡生长和脱离,并进行了更接近真实沸腾过程的随机生成气泡的模拟,以及流动沸腾的气泡生长和脱离的模拟。  相似文献   

5.
一种新的模拟渗流运动的数值方法   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
许友生 《物理学报》2003,52(3):626-629
根据格子Boltzmann方法及相关理论,建立了一个新的模拟渗流运动的数值模型,所得模型没有在边界上采取相应平均措施,同时还避免了一些非物理副产品的出现-实例计算数值结果与精确解符合较好,证明模型可靠- 关键词: 渗流 格子Boltzmann方法 数值模型  相似文献   

6.
具有介观特性的格子Boltzmann方法能够准确方便地捕捉相界面细节,在两相流动领域具有广泛的应用前景.本文在简要介绍格子Boltzmann方法的基础上,利用格子Boltzmann方法的颜色模型对四类经典两相流动问题进行了模拟,界面张力的Laplace定律验证、单液滴松弛过程、两个液滴融合过程、水平通道内不混溶液液两相流动.结果表明,液滴界面张力符合Laplace定律;黏性越大,液滴松弛过程越稳定;界面张力越大,液滴融合速度越快;格子Boltzmann方法能够有效描述液液两相流动的界而信息。研究工作为应用格子Boltzmann方法分析两相流动问题奠定了理论基础.  相似文献   

7.
曾建邦  李隆键  廖全  蒋方明 《物理学报》2011,60(6):66401-066401
在通过引入精确差分方法的单组分多相格子Boltzmann模型的基础上耦合能量方程,并考虑流体与固壁间的相互作用力来调节气泡与固壁间的接触角,从而建立了一种新的描述气液相变的格子Boltzmann理论模型. 为验证该模型的正确性,利用其对工质为水的相变过程进行了模拟,发现模拟结果与实验值符合良好;进而利用其验证Laplace定律,发现计算所得的水的表面张力与实验值甚为符合. 为考察该模型处理复杂相变问题的能力,利用其对工质为水的池沸腾中的气泡生长过程进行模拟,发现气泡脱离直径与g-0 关键词: 格子Boltzmann方法 池沸腾 气泡生长过程 接触角  相似文献   

8.
王佐  刘雁  张家忠 《物理学报》2016,65(1):14703-014703
为提高采用二维九速离散速度模型的格子Boltzmann方法 (LBM)模拟微尺度流动中非线性现象的精度和效率,引入Dongari等提出的有效平均分子自由程对黏性进行修正(Dongari N,Zhang Y H,Reese J M2011 J.Fluids Eng.133 071101);并针对以往研究微尺度流动时采用边界处理格式含有离散误差的问题,采用多松弛系数格子Boltzmann方法结合二阶滑移边界条件,对微尺度Couette流动和周期性Poiseuille流动进行模拟,并将速度分布以及质量流量等模拟结果与直接模拟蒙特卡罗方法模拟数据、线性Boltzmann方程的数值解以及现有的LBM模型模拟结果进行对比.结果表明,相对于现有的LBM模型,引入新的修正函数所建立的有效黏性多松弛系数LBM模型有效提高了LBM模拟过渡区的微尺度流动中的非线性现象的能力.  相似文献   

9.
在考虑纳米颗粒和基液之间相互作用力的基础上,建立了两相格子Boltzmann模型,通过对比,结果表明本文建立的两相格子Boltzmann模型与相关文献吻合较好.本文利用该模型研究了矩形腔内纳米流体的流动和换热,讨论了瑞利数、纳米颗粒组分对换热的影响,并分析了纳米颗粒在流场中的分布.  相似文献   

10.
文中基于气液两相接触时的传质机理和两相格子Boltzmann理论模型,提出相界面的密度数处于气液相密度数之间,对低温液滴相变进行了模拟研究。在低温状态下,对单个液滴进行了均匀蒸发现象模拟,分析了不同过热度对蒸发速率的影响,并模拟运动液滴的相变。结果表明,所采用的格子Boltzmann方法能够有效分析模拟低温介质的相变。  相似文献   

11.
张婷  施保昌  柴振华 《物理学报》2015,64(15):154701-154701
本文采用格子Boltzmann方法模拟了多孔介质内的溶解和沉淀现象, 并分析了雷诺数、施密特数、达姆科勒数对多孔介质孔隙结构及浓度分布的影响. 结果表明: 对于多孔介质内的溶解(沉淀)过程, 当雷诺数越大时, 孔隙率越大(小), 平均浓度值越小(大); 当达姆科勒数或施密特数较小时, 溶解和沉淀过程均受反应控制, 此时反应在多孔介质的固体表面较为均匀的发生; 当达姆科勒数或施密特数较大时, 溶解和沉淀过程均受扩散控制, 此时反应主要发生在上游及大孔隙区域.  相似文献   

12.
苏进  欧阳洁  王晓东 《物理学报》2012,61(10):104702-104702
基于格子Boltzmann方法,提出了求解耦合不可压缩流场输运方程的一种改进数值方法. 该方法使用格子Boltzmann方法求解流场方程,并根据流场格子模型的密度分布函数构建了输运方程的二阶离散格式. 通过二维平板通道流场输运系统验证了该方法的有效性.数值结果表明,该方法可以有效地减少计算过程中出现的非物理耗散, 并克服了传统模型所需巨大存储量的缺点.  相似文献   

13.
陈海楠  孙东科  戴挺  朱鸣芳 《物理学报》2013,62(12):120502-120502
建立了二维双组分两相流的大密度比格子玻尔兹曼方法 (lattice Boltzmann method, LBM)模型. 该模型基于改进的Shan-Chen伪势多相流LBM模型, 结合采用不同时间步长的方法, 实现密度比达800以上的气液两相流模拟. 为了对模型进行验证, 模拟了在不同气液相互作用系数和密度比条件下气泡内外压力差与其半径之间的关系, 其结果满足Laplace定律. 将所建立的大密度比LBM与介观尺度的元胞自动机(cellular automaton, CA)和有限差分法(FDM)相耦合, 用LBM模拟气液两相流, 用CA方法模拟固相生长, 用有限差分法模拟温度场, 采用LBM-CA-FDM耦合模型对定向凝固过程中凝固前沿的气泡与液-固界面之间的相互作用进行模拟研究. 结果表明, 绝热气泡的存在影响了温度场分布, 使得凝固前沿接近气泡时, 液-固界面凸起, 在不同的固相生长速度条件下, 出现凝固前沿淹没气泡或气泡脱离凝固前沿的不同情况, 模拟结果与实验结果符合良好. 关键词: 格子玻尔兹曼方法 元胞自动机 凝固 气泡  相似文献   

14.
辐射动力学理论是描述辐射传输是重要手段,基于此,本文建立了辐射能和辐射动量守恒方程,并基于Chapman-Enskog多尺度展开方法实现了从辐射传输Boltzmann方程到宏观方程的推导,进而建立了适于一维辐射传输的2分量格子Boltzmann模型。数值结果与精确解吻合较好,表明本文提出的LBM方法具有很好的准确性和稳...  相似文献   

15.
史冬岩  王志凯  张阿漫 《物理学报》2014,63(17):174701-174701
采用格子Boltzmann方法(LBM)建立了气液固三相耦合的动力学模型,研究了相同尺度下上浮气泡与复杂壁面的相互耦合作用.首先,基于黏性流体理论,通过构建一组格子Boltzmann(LB)方程来描述气液两相的运动,并以LB离散体积力的形式计入了黏性力、表面张力和重力.同时,采用LBM中的Half-way反弹模型与有限差分格式相结合的方式进行固壁边界的处理.然后,利用本文建立的模型,对不同特征尺寸比条件下,气泡与考虑边缘效应的平面固壁和曲面固壁的耦合特性进行了研究.研究发现固壁边界条件以及特征尺寸比对气泡的运动和拓扑结构的变化都具有明显的非线性影响.最后,研究了流体属性对气泡与复杂壁面耦合规律的影响.  相似文献   

16.
格子Boltzmann方法求解Burgers方程   总被引:6,自引:0,他引:6  
众所周知,格子方法(包括格子气和格子Boltzmann方法)在计算物理领域取得巨大进展。与之形成鲜明对比,格子方法的数学理论始终处于停滞前的状况。为求解Burgers方程,一类带有BGK模型格子方法被构造出来,经过变量替换,发现他们属于三层非性差分方法。使用极值原理,给出此类格式稳定性的严格证明,最后,从数值实验中可以看出,使用LBM得到的结果,与经典二阶守恒差分方法的结果符合得非常好。  相似文献   

17.
周晓阳 《物理学报》2008,57(1):238-248
The central problem of the lattice Boltzmann method (LBM) is to construct a discrete equilibrium. In this paper, a multi-speed 1D cell-model of Boltzmann equation is proposed, in which the cell-population equilibrium, a direct non-negative approximation to the continuous Maxwellian distribution, plays an important part. By applying the explicit one-order Chapman--Enskog distribution, the model reduces the transportation and collision, two basic evolution steps in LBM, to the transportation of the non-equilibrium distribution. Furthermore, 1D dam-break problem is performed and the numerical results agree well with the analytic solutions.  相似文献   

18.
The central problem of the lattice Boltzmann method (LBM) is to construct a discrete equilibrium. In this paper, a multi-speed 1D cell-model of Boltzmann equation is proposed, in which the cell-population equilibrium, a direct non- negative approximation to the continuous Maxwellian distribution, plays an important part. By applying the explicit one-order Chapman-Enskog distribution, the model reduces the transportation and collision, two basic evolution steps in LBM, to the transportation of the non-equilibrium distribution. Furthermore, 1D dam-break problem is performed and the numerical results agree well with the analytic solutions.  相似文献   

19.
In this paper, we present an alternative approach for the turbulence modelling in the single-relaxation-time lattice Boltzmann method (LBM) framework by treating the turbulence term as an extra forcing term, in addition to the traditional approach of modifying the relaxation time. We compare these two different approaches and their mixture in large-eddy simulation (LES) of three-dimensional decaying isotropic homogenous turbulence using the Smagorinsky model and the mixed similarity model. When the LES was conducted using the Smagorinsky model, where the Boussinesq eddy-viscosity approximation is adopted, the results showed that these three different implementations are equivalent. However, when the mixed similarity model is adopted, which is beyond the Boussinesq eddy-viscosity approximation, our results showed that an equivalent eddy-viscosity will lead to errors, while the forcing approach is more straightforward and accurate. This provides an alternative and more general framework of simulation of turbulence with models in LBM, especially when the Boussinesq eddy-viscosity approximation is invalid.  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号