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第12卷第1期
具有改进稳定性的格子Boltzmann有限体积公式

A.Zarghami、M.J.Maghrebi、J.Ghasemi和S.Ubertini

Commun公司。计算。物理。,12(2012年),第42-64页。

在线发布:2012-12

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  • 摘要

标准晶格玻尔兹曼方法最严重的限制是使用统一的笛卡尔网格,尤其是在需要高分辨率时身体或墙壁。在晶格玻尔兹曼研究处理复杂几何形状的最新进展中,一个特别显著的选择是改变从最初的“流与碰撞”到有限体积技术的求解过程。然而,大多数提出的方案都存在稳定性问题。这篇论文基于以细胞为中心的方案。为了提高稳定性,在D2Q9晶格上使用迎风二阶压力偏置因子作为通量校正器。生成的模型已经过测试针对均匀流通过圆柱体和典型自由剪切流问题中等雷诺数:边界层、混合层和平面射流。这个数值结果显示了很好的精度,并与精确解相一致Navier-Stokes方程和以前的数值结果和/或实验结果数据。对自相似坐标下的结果也进行了研究,表明速度和涡度的时间平均统计表示低雷诺数下的自相似性数字。此外,该方案还被用于模拟圆形绕流圆柱体和雷诺数范围的选择应确保流量为时间依赖。数值结果与以往结果吻合良好。

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标准晶格玻尔兹曼方法最严重的限制是使用统一的笛卡尔网格,尤其是在需要高分辨率时身体或墙壁。在晶格玻尔兹曼研究处理复杂几何体的最新进展中,一个特别引人注目的选择是改变从最初的“流与碰撞”到有限体积技术的求解过程。然而,大多数提出的方案都存在稳定性问题。这篇论文基于以细胞为中心的方案。为了提高稳定性,在D2Q9晶格上使用迎风二阶压力偏置因子作为通量校正器。生成的模型已经过测试针对均匀流通过圆柱体和典型自由剪切流问题中等雷诺数:边界层、混合层和平面射流。这个数值结果显示了很好的精度,并且与精确解一致Navier-Stokes方程和以前的数值结果和/或实验结果数据。对自相似坐标下的结果也进行了研究,表明速度和涡度的时间平均统计表示低雷诺数下的自相似性数字。此外,该方案还被用于模拟圆形绕流圆柱体和雷诺数范围的选择应确保流量为时间依赖。数值结果与以往结果吻合良好。

A.Zarghami、M.J.Maghrebi、J.Ghasemi和S.Ubertini。(2020). 具有改进稳定性的格子Boltzmann有限体积公式。计算物理中的通信.12(1).42-64.doi:10.4208/cicp.151210.140711a
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