羽毛

一般网格上定常格子Boltzmann方程的高效整体模拟技术。本文提出了格子Boltzmann方程(LBE)数值模拟的特殊离散化和求解技术。在Hübner和Turek(Computing,81:281-2962007)中,针对辐射传输方程提出了广义平均强度的概念,我们将其视为具有常数特性的类似(半离散)积分-微分方程。因此,我们将一种基于短特征迎风技术的高效有限差分离散化方法与快速迭代求解器相结合。对LBE的完全隐式处理导致非线性系统可以用Newton方法有效地求解,即使对于静态LBE也是如此。对于输运占优位形(宏观Stokes区域)和碰撞占优情况(较大(Re)数的Navier-Stokes区域)采用特殊的块对角预处理,通过特殊的精确预处理,得到了输运占优位形(宏观Stokes区域)的有效线性解。由于新的广义平衡公式(GEF),我们可以结合这两个预条件的优点,即对流占优情况下未知量的独立性和刚性组态的鲁棒性。我们进一步改进了GEF方法,通过使用分层多重网格算法来获得广泛的问题参数独立于网格的收敛速度,并为各种基准问题提供了具有代表性的结果。最后,我们给出了一个基于Navier-Stokes方程(FeatFlow)和我们的新LBE解算器(FeatLBE)之间的定量比较。

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