×
王正道；魏毅坤；钱月红

一种简单的直接加热热浸没边界格子Boltzmann方法，用于不可压缩流动。 （英语） Zbl 1452.80008号

计算。数学。申请。 80，第6期，1633-1649页（2020年）.
摘要：针对复杂几何边界的浮力驱动不可压缩流动，发展了一种简单的直接加热热浸没边界-格子Boltzmann方法，以模拟弯曲边界的自然对流。在新发展的方法中，宏观方程中的Dirichlet和Neumann边界条件都被导出为一种新的介观离散热源。介观离散热源由简化的显式离散热源格式组成，该格式降低了计算复杂性，并将其引入到温度场的格子Boltzmann方程中，扩展了先前直接强迫IB-LBM的思想。等温边界条件（即Dirichlet边界条件）在我们的模拟中考虑了恒定热流边界条件（即Neumann边界条件）。通过对具有曲线边界的二维和三维热流的模拟，验证了该方法的有效性和准确性。数值结果表明，该方法的效率和精度与实验结果和其他数值结果吻合良好。该方法还成功地应用于薄环空中自然对流的三维模拟，其中薄环空中的绝热壁位于垂直两侧。

引用于4文件

MSC公司：

80甲19 扩散和对流传热传质、热流
76米28 粒子法和晶格气体法
76兰特 自由对流
65亿75 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的概率方法、粒子方法等

关键词：

直接热项；热IB-LBM；热边界条件

软件：

变形杆菌属
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{Z.Wang}等人，计算。数学。申请。80，第6号，1633-1649（2020；Zbl 1452.80008）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 张伟。；李，X。；Zhu，Z.，通过两个交错圆柱体的低回流的尾流不稳定性的量化，Proc。仪器机械。工程C，23319-20（2019）
[2] Yang，H。；余，P。；徐，J。；Ying，C.，阶梯舌前弯风机性能和噪声特性的实验研究，Meas。控制，52，1480-1488（2019）
[3] Lun，Y。；林，L。；He，H。；叶，X。；朱，Z。；Wei，Y.，涡流结构对斜舌多叶风扇性能特性的影响，Proc。仪器机械。工程A，2331007-1021（2019）
[4] 林，Z。；刘，Z。；刘，Q。；Li，Y.，由水平气流引起的凹槽中颗粒的流化特性，Powder Technol。，363, 442-447 (2020)
[5] 胡，X。；雷，X。；Salsac，A。；Barthès-Biesel，D.，在简单剪切流中相互作用的一对胶囊的小步运动，《流体力学杂志》。，892，A19（2020）·Zbl 1460.76839号
[6] Liang，H。；李毅。；陈，J。；Xu，J.，大密度比多相流的轴对称格子Boltzmann模型，国际传热传质杂志，130，1189-1205（2019）
[7] Wang，L。；Zhao，Y。；杨，X。；Shi，B。；Chai，Z.，《带圆柱的方形封闭空间内共轭自然对流的格子Boltzmann分析》，应用。数学。型号。，71, 31-44 (2019) ·Zbl 1481.80007号
[8] Liang，H。；徐，J。；陈，J。；Wang，H。；柴，Z。；Shi，B.，大密度比两相流的基于相场的格子Boltzmann建模，Phys。E版，97，第033309条pp.（2018）
[9] Liang，H。；Shi，B。；Chai，Z.，用于三维多相流的基于有效相场的多重弛豫时间晶格玻尔兹曼模型，Compt。数学。申请。，73, 1524-1538 (2017) ·Zbl 1370.76147号
[10] Liang，H。；Shi，B。；Chai，Z.，三相不可压缩流动的格子Boltzmann模型，物理学。E版，93，第013308条，pp.（2016）
[11] Liang，H。；李，Q。；Shi，B。；Chai，Z.，三维Rayleigh-Taylor不稳定性的格子Boltzmann模拟，Phys。E版，93，第033113条pp.（2016）
[12] 钱，Y。；d’Humières，d。；Lallemand，P.，Navier-Stokes方程的格子BGK模型，Europhys。莱特。，17, 149 (1992) ·Zbl 1116.76419号
[13] 钱，Y.，用晶格BGK模型模拟热流体力学，科学杂志。计算。，8, 231-242 (1993) ·Zbl 0783.76004号
[14] Prasianakis，N。；Karlin，I.，标准晶格上热流模拟的晶格玻尔兹曼方法，Phys。E版，76，第016702条，pp.（2007）
[15] Bartoloni，A。；巴蒂斯塔，C。；卡巴西诺，S。；Paolucci，P.S.，在APE100并行处理器上对Rayleigh-Bénard对流的LBE模拟，国际。现代物理学杂志。C、 993-1006（1993）年4月
[16] 郭，Z。；Shi，B。；Zheng，C.，Boussinesq方程的耦合晶格BGK模型，国际。J.数字。《液体方法》，39，325-342（2002）·Zbl 1014.76071号
[17] Bhatnagar，P.L。；毛重，E.P。；Krook，M.，气体碰撞过程模型。I.带电和中性单组分系统中的小振幅过程，Phys。版次：94，511-525（1954）·Zbl 0055.23609号
[18] Shan，X.，使用格子Boltzmann方法模拟Rayleigh-Bénard对流，物理学。E版，55、2780（1997）
[19] Chen，S.，《用格子Boltzmann模型模拟存在旋转时的成分对流》，国际J.Therm。科学。，49, 2093-2107 (2010)
[20] 魏毅。；窦，H。；王，Z。；钱，Y。；Yan，W.，使用格子Boltzmann方法模拟不同瑞利数下封闭室内的自然对流换热，计算。流体，124，30-38（2016）·Zbl 1390.76779号
[21] 魏毅。；窦，H。；钱，Y。；Wang，Z.，湍流Rayleigh-Taylor不稳定性应用中不可压缩流动的新型二维耦合格子Boltzmann模型，计算。流体，15697-102（2017）·兹比尔1390.76778
[22] 魏毅。；Yang，H。；窦，H。；林，Z。；王，Z。；Qian，Y.，热不可压缩流动的新型二维耦合格子Boltzmann模型，应用。数学。计算。，339, 556-567 (2018) ·Zbl 1428.76160号
[23] Z.Feng。；Michaelides，E.，解决流体-颗粒相互作用问题的浸没边界晶格Boltzmann方法，J.Compute。物理。，195, 602-628 (2004) ·Zbl 1115.76395号
[24] Z.Feng。；Michaelides，E.，Proteus：颗粒流模拟中的直接强制方法，J.Compute。物理。，195, 20-51 (2005) ·Zbl 1076.76568号
[25] 牛，X。；舒，C。；Chew，Y。；Peng，Y.，用于模拟不可压缩粘性流的基于动量交换的浸没边界晶格Boltzmann方法，Phys。莱特。A、 354173-182（2006）·Zbl 1181.76111号
[26] 吴杰。；Shu，C.，基于隐式速度校正的浸没边界晶格Boltzmann方法及其应用，J.Compute。物理。，228, 1963-1979 (2009) ·Zbl 1243.76081号
[27] 王，Z。；魏毅。；Qian，Y.，曲面边界的反弹扩散边界晶格Boltzmann模型，应用。数学。型号。，81, 428-440 (2020) ·兹比尔1481.76164
[28] 吴杰。；舒，C。；Zhang，Y.，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。J.数字。《液体方法》，62327-354（2010）·Zbl 1377.76027号
[29] 胡，Y。；李，D。；舒，S。；Niu，X.，使用浸没边界晶格Boltzmann方法研究具有恒定热流壁的同心水平环空中二维自然对流的多个稳态解，国际传热杂志，81，591-601（2015）
[30] 罗，K。；Yi，H。；Tan，H.，水平环空中瞬态自然对流分岔和对偶解的偏心效应，国际J.Therm。科学。，89, 283-293 (2014)
[31] 杨，X。；张，X。；李，Z。；He，G.，《离散δ函数的平滑技术及其在移动边界模拟中应用于浸没边界法》，J.Compute。物理。，228, 7821-7836 (2009) ·Zbl 1391.76590号
[32] 郑，H。；Yoon，H。；哈，M。；Tsutahara，M.，使用平衡内能密度方法模拟传热流动的浸没边界热晶格Boltzmann方法，J.Compute。物理。，229, 2526-2543 (2010) ·Zbl 1425.76198号
[33] Kang，S。；Hassan，Y.，热晶格Boltzmann方法的直接推进浸没边界法，计算。流体，49，36-45（2011）·Zbl 1271.76265号
[34] 舒，C。；Ren，W。；Yang，W.，热流问题的新型浸没边界法，国际。J.数字。《热流体流动方法》，23，124-142（2013）·Zbl 1356.76067号
[35] 铃木，K。；川崎，T。；Furumachi，N。；Tai，Y。；Yoshino，M.，《Dirichlet和Neumann条件下移动边界流动的热浸边界-晶格Boltzmann方法》，《国际传热杂志》，1211099-1117（2018）
[36] 何，X。；珊，X。；Doolen，G.，非理想气体的离散玻尔兹曼方程模型，物理。E版，57、13-16（1998年）
[37] Ren，W。；舒，C。；Yan，W.，《热流密度边界条件下热流问题的有效浸没边界法》，《热质传递国际期刊》，64，694-705（2013）
[38] 胡，Y。；李，D。；舒，S。；Niu，X.，用于模拟热流问题的有效浸没边界晶格Boltzmann方法，Commun。计算。物理。，20, 1210-1257 (2016) ·Zbl 1373.76244号
[39] Yoo，J.，具有恒定热流密度壁的水平环形空间中的双自由对流流动，《国际传热杂志》，46，2499-2503（2003）·Zbl 1032.76686号
[40] Kuehn，T。；Goldstein，R.，《水平同心圆柱体之间环形空间内自然对流的实验和理论研究》，J.流体力学。，74, 695-719 (1976) ·Zbl 0323.76071号
[41] 张伟。；陈，X。；Yang，H。；洪，L。；Wei，Y.，通道中两个带圆角的串联圆柱体间流动的强制对流，《国际热质传递杂志》，130，1053-1069（2019）
[42] Wang，Y。；舒，C。；Teo，C.，热晶格Boltzmann通量解算器及其在不可压缩热流模拟中的应用，计算。流体，94，98-111（2014）·兹比尔1391.76446
[43] Shu，C.，《微分求积法在同心环空中模拟自然对流的应用》，国际。J.数字。液体方法，30977-993（1999）·Zbl 0970.76073号
[44] 陈，Z。；舒，C。；Tan，D.，《没有分布函数演化的简化热晶格Boltzmann方法》，《国际热质传递杂志》，105，741-757（2017）
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。