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变形杆菌

swMATH标识: 41563
软件作者: 冯志刚;Michaelides,Efstathios E。
说明: Proteus:颗粒流模拟中的一种直接强迫方法。介绍了一种新的高效的颗粒流直接数值模拟方法。该方法结合了浸没边界法、直接强迫法和格子Boltzmann法的所需单元。在动量方程中加入一个强迫项,在运动粒子的边界上强化了无滑移条件。通过应用直接强迫方案,Proteus不再需要确定自由参数,例如惩罚方案中的刚度系数或自适应强迫方案中的两个松弛参数。该方法比之前引入的浸入式边界格子Boltzmann方法(IB-LBM)有了显著的改进,其中强迫项是用惩罚法和用户定义的参数来计算的。该方法可以更有效地执行质点的刚体运动。与传统LBM中使用的“反弹”方案相比,直接强迫法为颗粒提供了更平滑的计算边界,并且能够在较高雷诺数流动下获得结果。通过使用一组拉格朗日点来跟踪粒子的边界,Proteus不再需要在每个时间步确定由“反弹”方案规定的边界节点。它也使不规则形状粒子的计算更简单、更有效。变形杆菌已经发展成二维和三维。通过与重力作用下封闭空间中单个球体沉降的实验结果的比较,验证了该方法的有效性。为了验证该方法的有效性和有效性,我们在两种不同的边界条件下,模拟了大量(1232)球形颗粒在窄箱中的沉降。结果表明,在箱体前后两侧施加无滑移边界条件时,颗粒运动受到明显阻碍。在周期性边界条件下,粒子运动速度较快。模拟结果表明,具有周期性边界条件的箱体内的沉降特性与二维圆形颗粒的沉降特性非常接近。
主页: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s021999104002669
关键词: 浸入边界法;格子Boltzmann方法;球形粒子;沉积作用
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