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第10卷第2期
格子Boltzmann模型流体-结构相互作用问题及其在悬浮颗粒方腔自然对流中的应用

陈木峰,牛晓东,H.山口&常舒

高级申请。数学。机械。,10(2018年),第275-300页。

在线发布:2018年10月

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  • 摘要

流体-结构相互作用(FSI)在自然界和工业中的许多情况下都会发生。计算流体力学(CFD)中对这一问题的传统描述大多是在宏观层面上。本文基于格子Boltzmann方法(LBM),提出了FSI问题的另一种介观描述。FSI被视为当流动中出现固体边界时,LBM相邻虚拟粒子偏离其平衡状态的集体行为。为了说明该思想的合理性,首先对静止加热圆柱体和流体中具有同轴振荡的圆柱体上的强迫对流进行了模拟,并与现有的数值和实验数据进行了比较,验证了结果的正确性。为了便于应用,在一个内部悬浮着最多三个圆形颗粒的方形腔内进行自然对流,并研究了强化传热的机理。研究发现,添加颗粒会使方腔中的流动不稳定,并增强传热。

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74F10、76M28、80A20、80M99

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流体-结构相互作用(FSI)在自然界和工业中的许多情况下都会发生。计算流体力学(CFD)中对这一问题的传统描述大多是在宏观层面上。本文基于格子Boltzmann方法(LBM),提出了FSI问题的另一种介观描述。FSI被视为当流动中出现固体边界时,LBM相邻虚拟粒子偏离其平衡状态的集体行为。为了说明该思想的合理性,首先对静止加热圆柱体和流体中具有同轴振荡的圆柱体上的强迫对流进行了模拟,并与现有的数值和实验数据进行了比较,验证了结果的正确性。为了便于应用,在一个内部悬浮着最多三个圆形颗粒的方形腔内进行自然对流,并研究了强化传热的机理。研究发现,添加颗粒会使方形空腔中的流动不稳定,并增强传热。

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流体-结构相互作用(FSI)在自然界和工业中的许多情况下都会发生。计算流体力学(CFD)中对这一问题的传统描述大多是在宏观层面上。本文基于格子Boltzmann方法(LBM),提出了FSI问题的另一种介观描述。FSI被视为当流动中出现固体边界时,LBM相邻虚拟粒子偏离其平衡状态的集体行为。为了说明该思想的合理性,首先对静止加热圆柱体和流体中具有同轴振荡的圆柱体上的强迫对流进行了模拟,并与现有的数值和实验数据进行了比较,验证了结果的正确性。为了便于应用,在一个内部悬浮着最多三个圆形颗粒的方形腔内进行自然对流,并研究了强化传热的机理。研究发现,添加颗粒会使方腔中的流动不稳定,并增强传热。

陈木峰、牛晓东、H.山口和常舒。(2020). 格子Boltzmann模型流体-结构相互作用问题及其在悬浮粒子的方腔自然对流中的应用。应用数学与力学进展.10(2).275-300.doi:10.4208/aamm。OA-2016-0087
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