格子Boltzmann方法求解Burgers方程

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。     

格子Boltzmann方法求解Burgers方程

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不前的状况。为求解Burgem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线性差分方法。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。     

用格子Boltzmann方法模拟MKDV方程

用精确到0(ε)的5速格子Boltzmann模型模拟MKDV方程:u_t+6u²u_x+u_xxx=0,并与MKDV方程的孤子解比较,二者精确吻合. 关键词： 格子Boltzmann方法 MKDV方程 孤子解     

二维对流扩散方程的格子Boltzmann方法

给出了二维对流扩散方程的格子Boltzmann方法,用对流扩散方程中的对流系数和扩散系数确定了局哉平衡分布函数Chapman-Enskog展开中的可调参数,并对该方法进行了讨论. 关键词：     

Burgers-Korteweg-de Vries复合方程的格子Boltzmann方法模拟

针对Burgers-Korteweg-de Vries(cBKdV)复合方程提出一种格子Boltzmann模型.通过恰当地处理色散项u_xxx并运用Chapman-Enskog展开从格子Boltzmann方程推导出宏观方程,从而得到联系微观量与宏观量的局部平衡分布函数.对不同微分方程进行数值实验,数值解与解析解非常吻合,相比于其它数值结果,该格子Boltzmann模型的数值结果更精确,说明该数值模型的高效性.     

基于九速四方格子模型的二维对流扩散方程格子Boltzmann方法模拟

用九速正方格子模型给出了二维对流扩散方程的格子Boltzmann方法。由对流扩散方程的对流系数和扩散系数确定了局域平衡分布函数的系数。计算机模拟结果与理论结果吻合很好。     

模拟可压缩流体的格子Boltzmann模型

在简单声速可调模型的基础上,通过在演化方程中引入一个吸引势来降低有效声速从而提高Mach数,建立高Mach数下的可压缩格子Boltzmann模型．利用Chapman-Enskog渐进展开法推导相应的宏观流体力学方程．与粘滞流体的Navier-Stokes方程比较表明,该模型有降低声速的功能．模拟结果表明,该模型可将Mach数提高到3以上,且与理论值符合．该模型的建立为用格子气模拟可压缩流体打开广阔前景． 关键词：     

Euler方程的双分布函数格子Boltzmann Godunov方法

应用双分布函数系统,通过Godunov分解,构造了一维Euler方程的格子Boltzmann算法。解决了传统格子气固有的GC问题与能量方程之间的矛盾,实现了分布函数与宏观物理量之间的一一对应。     

耦合不可压流场输运方程的格子Boltzmann方法研究

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.     

正则长波方程的格子Boltzmann模型

提出了用于正则长波方程的5-Bit格子Boltzmann模型。应用Chapman-Enskog展开和多重尺度技术,通过选择平衡态分布函数的高阶矩,得到了时间尺度t₀上的守恒律,从而给出三阶精度的算法。模型中的参数通过稳定性分析给出。     

LATTICE BOLTZMANN EQUATION MODEL IN THE CORIOLIS FIELD

In a large-scale field of rotational fluid, various unintelligible and surprising dynamic phenomena are produced due to the effect of the Coriolis force. The lattice Boltzmann equation (LBE) model in the Coriolis field is developed based on previous works.^[1-4] Geophysical fluid dynamics equations are derived from the model. Numerical simulations have been made on an ideal atmospheric circulation of the Northern Hemisphere by using the model and they reproduce the Rossby wave motion well. Hence the applicability of the model is verified in both theory and experiment.     

格子-BOLTZMANN方法非均分网格的实施

本文提出了格子-Boltzmann方法的一种新的插值算法,使得网格划分与微观粒子运动方向相分离;用该方法模拟了后台阶通道内的突扩流动和二维极坐标下的空腔流.所得结果与传统方法吻合良好,证明了该方法的可行性.     

利用多松弛格子Boltzmann方法预测多孔介质的渗透率

多孔介质内的流动问题在工程热物理领域有着重要的研究价值和应用背景。本文利用多松弛格子Boltzmann方法详细预测了两种二维多孔介质中的渗透率。研究结果表明:一方面,多松弛模型可以用来克服由单松弛模型带来的一些不足;另一方面,借助于达西定律,多松弛模型可以准确预测多孔介质的渗透率,并将计算结果与已有文献做了对比。     

用格子Boltzmann模型模拟激波现象

根据微观和宏观之间的质量、动量、能量守恒准则,建立了一个两维的D2Q13格子Boltzmann模型,可从该D2Q13模型出发推导出宏观的流体力学方程,所得动量方程和Navier-Stokes方程相比,在黏性输运项上有明显的改进,用该模型对冲击波在障碍物表面上的折射和反射现象的数值模拟都得到了比较满意的结果,而且数值稳定性也很好.证明了D2Q13模型的适宜性 关键词： Boltzmann模型 分布函数 冲击波 流体力学方程     

CORRECTIONS TO THE COLLISION TERM IN THE BGK BOLTZMANN EQUATION

With the discrete method of the hexagonal cell and three different velocities of particle population in each cell, a two-dimensional lattice Boltzmann model is developed in this paper.^[1,2] The collision operator in the Boltzmann equation is expanded to fourth order using the Taylor expansion.^[3,4] With this model, good results have been obtained from the numerical simulation of the reflection phenomenon of the shock wave on the surface of an obstacle, and the numerical stability is also good. Thus the applicability of the D2Q 19 model is verified.     

二维平板通道中流动与传热的格子-Boltzmann模拟

格子-Boltzmann数值模拟方法(LBM),在最近十几年来得到迅速发展。本文发展了LBM的流动与传热模型,并对二维平板通道中的流动与传热进行了模拟,采用密度分布函数得到速度场,用单独的内能分布函数得到温度场,并与传统FVM方法所得到的多个特征量结果进行了比较,模拟结果与FVM解均吻合很好。鉴于LBM边界条件处理简单和易于实施等特点,该方法可望成为求解流动与传热的一种有效数值模拟手段。     

二维空腔黏性流的格子Boltzmann方法模拟

用13速六方格子BhatnagarGrossKrook(缩写为BGK)模型模拟二维空腔黏性流.给出了上边界流体作匀速运动时,具有不同雷诺数的空腔黏性流的流场速度分布情况,模拟了在雷诺数Re=3000时,流场中的涡旋形成过程及流场稳定后,腔内密度、压力和温度的分布情况 关键词：