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通过平衡欠松弛实现多速热晶格Boltzmann方法稳定。 (英文) Zbl 0990.76072号

总结:晶格玻尔兹曼方法(LBM)得到了扩展,以允许稳定和一致的热演化。研究了两种多速方案;在能量演化方程中包含伪影的三速34态系统,以及消除伪影的四速52态系统。使用双速率碰撞算子实现可变普朗特尔数(Pr)。这些方案在正弦热扰动的衰减上进行了测试,该热扰动只激发这个完全耦合系统的纯衰减本征模。在输运系数、速度、Pr和允许温度范围内的结果与两种方案的理论一致。然而,在大多数流动条件下,这些方案最终会变得不稳定,这是之前提到的多速热模型的问题。我们通过在平衡函数中识别一个温度相关因子来稳定方案,该因子直接导致消除伽利略方差伪影,并放宽了对该因子瞬时精度的要求。这导致了一个稳定的方案,但引入了强烈依赖于体速度的人工热扩散。从经验上讲,我们开发了一个方案来将此误差推到更高阶。所得到的多速度方案还用于模拟具有温度梯度的Couette流,所得结果与理论相符。

MSC公司:

76米28 粒子法和晶格气体法
80A20型 传热传质、热流(MSC2010)
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全文: 内政部