×
高，袁;杨刘明;余、杨;侯国祥;侯中宝

不可压缩流动简化格子Boltzmann方法中的一致强迫格式。 （英语） Zbl 1485.76066号

Commun公司。计算。物理学。 1427-1452（2021）第5期第30页.
摘要：考虑到在简化晶格玻尔兹曼方法（SLBM）中引入体力时忽略了晶格离散效应的事实，我们在SLBM中提出了一种用于具有外力的不可压缩流的一致强迫方案。在本强迫方案中，在分布函数的水平上考虑了晶格离散效应。通过Taylor级数展开和Chapman-Enskog（CE）展开分析，可以证明本文的强迫方案可以恢复宏观Navier-Stokes（N-S）方程。然后，通过分步技术求解宏观方程。此外，采用中心差分法对材料导数项进行离散。为了验证本方案的结果，我们模拟了多种形式的外力相互作用，包括与空间和时间相关的物体力。因此，本施力方案克服了原施力方案的缺点，即使在原方案失效的情况下应用粗网格，本方案也可以准确施加体力。可以观察到解析解和数值结果之间的良好一致性。

引用于2文件

MSC公司：

76米28 粒子法和晶格气体法
76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程

关键词：

简化格子Boltzmann方法;强制执行条款;非均匀体力;Chapman-Enskog分析;离散效应;Navier-Stokes方程;中心有限差分物质项离散化
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{Y.Gao}等人，Commun。计算。物理。30，第5号，1427--1452（2021；Zbl 1485.76066）
全文： 内政部

参考文献：

[1] S.Chen、H.Chen，D.Martinez、W.Matthaeus，磁流体动力学模拟的格子Boltzmann模型，物理。修订稿。67（27）（1991）3776-3779。
[2] J.M.V.A.Koelman，Navier-Stokes流体流动的简单格子Boltzmann格式，Euro-phys。莱特。15 (6) (1991) 603-607.
[3] R.Benzi，S.Succi，M.Vergassola，晶格玻尔兹曼方程-理论与应用，物理学。报告222（3）（1992）145-197。
[4] X.Y.He，L.S.Luo，格子Boltzmann方法理论：从Boltzman方程到格子Boltz mann方程，物理学。修订版E 56（6）（1997）6811-6817。
[5] S.Chen，G.D.Doolen，流体流动的格子Boltzmann方法，年。Rev.流体机械。30 (1) (1998) 329-364. ·Zbl 1398.76180号
[6] C.K.Aidun，J.R.Clausen，复杂流动的格子-玻尔兹曼方法，年度。Rev.流体机械。42 (1) (2010) 439-472. ·Zbl 1345.76087号
[7] M.A.A.Spaid，F.R.Phelan，纤维多孔介质中微观流动建模的格子Boltzmann方法，Phys。流体9（9）（1997）2468-2474·Zbl 1185.76888号
[8] C.K.Aidun，Y.Lu，E.J.Ding，使用离散Boltzmann方程直接分析惯性颗粒悬浮液，J.流体力学。373 (25) (1998) 287-311. ·Zbl 0933.76092号
[9] Z.Chai，B.Shi，J.Lu，Z.Guo，无序多孔介质中的非电弧流动：格子Boltz-mann研究，计算。流体39（10）（2010）2069-2007·Zbl 1245.76116号
[10] R.Huang，H.Wu，N.A.Adams，消除多相流赝势格子Boltz-mann模型中的立方项，Phys。版本E 97（5-1）（2018）053308。
[11] A.De Rosis，R.Huang，C.Coreixas，用于模拟多物理现象的基于中心动量的格子Boltzmann方法的通用公式，Phys。流体31（11）（2019）117102。
[12] A.De Rosis，J.Al-Adham，H.Al-Ali，R.Meng，二维磁流体力学流动扩展平衡的双D2Q9晶格Boltzmann模型，物理。液体33（3）（2021）035143。
[13] A.J.C.Ladd，《胶体粒子的短时运动：通过涨落格子Boltzmann方程进行的数值模拟》，Phys。修订稿。70 (9) (1993) 1339-1342.
[14] T.Lu，高密度比下具有移动接触线的两相流的质量守恒晶格Boltzmann模型，Commun。计算。物理。26 (4) (2019) 1098-1117. ·Zbl 1490.76215号
[15] T.Reis，格子Boltzmann方法的Burnett阶应力和空间相关边界条件，Commun。计算。物理。27 (1) (2020) 167-197. ·Zbl 1473.76042号
[16] M.H.Sedaghat，模拟粘弹性流体与复杂边界相互作用的混合浸没边界-晶格Boltzmann方法，Commun。计算。物理。29 (5) (2021) 1411-1445. ·Zbl 1491.76051号
[17] Q·邹，S·侯，S·陈，G·D·杜伦，改进的非定常流不可压缩格子Boltzmann模型，J.Stat.Phys。81 (1-2) (1995) 35-48. ·Zbl 1106.82366号
[18] X.Shan，X.He，玻尔兹曼方程解中速度空间的离散化，Phys。修订稿。80 (1) (1998) 65-68.
[19] P.Lallemand，L.S.Luo，晶格玻尔兹曼方法理论：色散、耗散、各向同性、伽利略不变性和稳定性，物理学。版本E 61（6 Pt A）（2000）6546-62。
[20] D.D’Humieres，I.Ginzburg，M.Krafczyk，P.Lallemand，L.S.Luo，三维多重弛豫时间格子Boltzmann模型，Philos。变速器。数学。物理。工程科学。360 (1792) (2002) 437-51. ·Zbl 1001.76081号
[21] X.W.Shan，X.F.Yuan，H.D.Chen，《流体动力学的动力学理论表示：一种超越Navier-Stokes方程的方法》，《流体力学杂志》。550 (2006) 413-441. ·Zbl 1097.76061号
[22] Y.Wang，C.Shu，C.J.Teo，不可压缩旋转流动的分数阶轴对称格子Boltzmann通量解算器，计算。《流体》96（2014）204-214·Zbl 1391.76812号
[23] Z.Chen，C.Shu，Y.Wang，L.M.Yang，D.Tan，不考虑分布函数演化的简化格子Boltzmann方法，Advv.Appl。数学。机械。9 (1) (2016) 1-22. ·Zbl 1488.76102号
[24] Z.Chen，C.Shu，D.Tan，C.Wu，《关于简化和高稳定晶格Boltzmann方法的改进：公式、边界处理和稳定性分析》，国际数值杂志。方法。流体87（4）（2018）161-179。
[25] S.M.Dash，用于二维和三维流体-固体相互作用问题的柔性强迫浸没边界简化格子Boltzmann方法，计算。流体184（2019）165-177·Zbl 1519.76243号
[26] A.Delgado-Gutiérrez，P.Marzocca，D.Cárdenas，O.Probst，概率分布函数定向插值的高精度Gpu格子Boltzmann方法，国际期刊Numer。方法。流体92（12）（2020）1778-1797。
[27] J.Kim，P.Moin，分数步法在不可压缩Navier-Stokes方程中的应用，J.Compute。物理。59 (2) (1985) 308-323. ·Zbl 0582.76038号
[28] Z.Chen，C.Shu，L.Q.Zhang，不可压缩旋转流动的简化轴对称格子Boltzmann方法，物理学。流体31（2）（2019）023605。
[29] Z.Chen，C.Shu，D.Tan，不可压缩热流的高阶简化热晶格Boltzmann方法，国际热质传递杂志。127 (2018) 1-16.
[30] Y.Ma，Z.Yang，高瑞利数下混合纳米流体热对流的简化和高度稳定的热晶格Boltzmann方法模拟，Phys。液体32（1）（2020）012009。
[31] Z.Chen，C.Shu，非牛顿幂律流体流动的简化格子Boltzmann方法，国际数值杂志。方法。流体92（1）（2019）38-54。
[32] Z.Chen，C.Shu，D.Tan，X.D.Niu，Q.Z.Li，模拟具有大密度比和复杂界面的多相流的简化多相格子Boltzmann方法，Phys。版本E 98（6）（2018）063314。
[33] X.Li，Z.Dong，P.Yu，X.Niu，L.Wang，D.Li，H.Yamaguchi，基于分数阶的多相格子Boltzmann方法对磁性多相流的数值研究，Phys。流体32（8）（2020）083309。
[34] L.Zhang，S.Yang，Z.Zeng，J.Chen，L.Yin，J.W.Chew，轴对称格子Boltzmann方法在不可压缩极限下的强迫格式分析，Phys。版本E 95（4-1）（2017）043311。
[35] L.Wang，S.Tao，X.Meng，K.Zhang，G.Lu，弯曲无滑移壁流体流动格子Boltzmann方法边界条件的离散效应，物理。修订版E 101（6-1）（2020）063307。
[36] X.Y.He，X.W.Shan，G.D.Doolen，非理想气体的离散Boltzmann方程模型，物理学。修订版E 57（1）（1998）R13-R16。
[37] L.S.Luo，非理想气体格子Boltzmann模型的统一理论，物理学。修订稿。81 (8) (1998) 1618-1621.
[38] N.S.Martys，X.W.Shan，H.D.Chen，《离散Boltzmann方程中外力项的评估》，《物理学评论》E 58（5）（1998）6855-6857。
[39] A.J.C.Ladd、R.Verberg，《颗粒流体悬浮液的晶格-玻尔兹曼模拟》，《国家物理杂志》。104 (5-6) (2001) 1191-1251. ·Zbl 1046.76037号
[40] 郭振华，郑春华，石斌，离散晶格对晶格玻尔兹曼方法中强迫项的影响，物理学。版次。E 65（4）（2002）046308·Zbl 1244.76102号
[41] 郭振林，郑昌国，微尺度气体流动的格子Boltzmann方程分析：弛豫时间、边界条件和Knudsen层，国际计算杂志。流体D 22（7）（2008）465-473·Zbl 1184.76793号
[42] L.Fei，K.H.Luo，级联格子Boltzmann方法中的一致强迫方案，Phys。版本E 96（5-1）（2017）053307。
[43] Z.Chen，C.Shu，D.Tan，不考虑分布函数演化的简化热晶格Boltzmann方法，国际热质传递杂志。105（2017）741-757。
[44] X.Y.He，Q.S.Zou，L.S.Luo，M.Dembo，格子Boltzmann BGK模型简单流动的解析解和无滑移边界条件分析，J.Stat.Phys。87 (1-2) (1997) 115-136. ·Zbl 0937.82043号
[45] 王凯，柴振华，侯国祥，陈文华，徐旭，流体流动格子Boltz-mann模型的滑移边界条件，计算。流体161（2018）60-73·Zbl 1390.76816号
[46] L.Zhang，Z.Chen，C.Shu，M.Zhangs，基于动力学理论的轴对称格子Boltzmann通量求解器，等温和热旋流，J.Compute。物理。392 (2019) 141-160. ·Zbl 1452.76188号
[47] 吴建中，石柏川，柴振华，王鹏，不可压缩流体流动带力项的离散统一气体动力学格式，计算。数学。申请。71（12）（2016）2608-2629·Zbl 1443.65169号
[48] 王立群，郭振中，郑川，轴对称流动的多重松弛格子Boltzmann模型，计算。《流体》39（9）（2010）1542-1548·Zbl 1245.76124号
[49] L.M.Yang，Yu Yu，G.X.Hou，K.Wang，Y.P.Xiong，液体流动格子Boltzmann模拟的滑移长度可调的边界条件，计算。Fluids 174（2018）200-212·Zbl 1410.76390号
[50] Y.Bo、P.Wang、Z.Guo、L.Wang和DUGKS三维泰勒格林涡旋流和湍流通道流模拟，计算。《流体》155（2017）9-21·Zbl 1410.76339号
[51] 郑立群，郑立群，翟庆林，晶格玻尔兹曼方程法中的力处理分析，国际热质交换杂志。139（2019）747-750。
[52] S.Wolfram，《细胞自动机流体1：基本理论》，J.Stat.Phys。45 (3-4) (1986) 471-526. ·Zbl 0629.76002号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。