用浸没边界-格子Boltzmann方法模拟运动物体周围的不可压缩粘性流动

吴，J。和舒，C。和张，Y.H。(2010)用浸没边界-格子Boltzmann方法的变体模拟运动物体周围的不可压缩粘性流。 国际流体数值方法杂志, 62 (3).第327-354页。国际标准刊号0271-2091(https://doi.org/10.1002/fld.2023)

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摘要

本文提出了一种改进的浸没边界格子Boltzmann方法（IB-LBM）来模拟运动物体周围的不可压缩粘性流动。与传统的IB-LBM相比，在传统的IB-LBM中，力密度是由胡克定律或直接强迫法显式计算的，且仅近似满足非滑移条件，在本工作中，力浓度项被视为通过在边界处实施非滑移条件而确定的速度修正。通过边界点上的速度修正，可以很容易地计算出运动物体上的升力和阻力。通过应用该方法模拟运动圆柱、旋转摆动圆柱和椭圆扑翼周围的流动，很好地证明了本方法对运动物体的能力。此外，对扑动柔性翼型的绕流进行了模拟，以展示本方法实现弹性边界条件的能力。研究发现，在一定条件下，扑翼柔性翼型可以产生比扑翼刚性翼型更大的推进力。

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