×

用格子Boltzmann方法求解自由界面的边界条件。 (英语) Zbl 1349.76665号

总结:我们分析了格子Boltzmann方法(LBM)用于模拟具有自由表面的三维流动的边界处理。Körner等人广泛使用的自由表面边界条件被证明是一阶精确的。本文提出了一种新的自由面边界格式,该格式适用于基于LBM的二阶精确模拟。新方法考虑了自由面位置及其相对于计算网格的方向。数值实验证实了理论结果,并说明了原始方法和新方法的不同行为。

MSC公司:

76米28 粒子法和晶格气体法

软件:

瓦尔贝拉
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 艾登,C.K。;Clausen,J.R.,《复杂流动的晶格-玻尔兹曼方法》,年。流体力学版次。,42, 439-472 (2010) ·Zbl 1345.76087号
[2] 阿默,R。;马克尔,M。;永布拉德,美国。;科纳,C。;Rüde,U.,用平行热自由表面晶格Boltzmann方法模拟快速电子束熔化,计算。数学。申请。,67, 318-330 (2014) ·Zbl 1381.76273号
[3] 安德尔,D。;Bauer,M。;Rauh,C。;吕德,美国。;Delgado,A.,使用格子Boltzmann方法对蛋白质泡沫中的吸附和气泡相互作用进行数值模拟,食品功能。,5755-763(2014)
[4] 阿塔尔,E。;Körner,C.,带液固相变的热自由表面流动的格子Boltzmann模型,《国际热流杂志》,32,1,156-163(2011)
[5] Benzi,R。;Succi,S。;Vergassola,M.,《晶格玻尔兹曼方程:理论和应用》,《物理学》。代表,222,3,145-197(1992)
[6] 博格纳,S。;Rüde,U.,用格子玻尔兹曼方法模拟浮体,计算机。数学。申请。,65, 901-913 (2013) ·Zbl 1319.76036号
[7] Bouzidi,M。;弗道斯,M。;Lallemand,P.,带边界的玻尔兹曼晶格流体的动量传递,物理学。流体,13,11,3452(2001)·Zbl 1184.76068号
[8] 别克,J.M。;Greated,C.A.,格子Boltzmann模型中的引力,物理学。修订版E,61,55307(2000)
[9] 陈,S。;Doolen,G.D.,流体流动的格子Boltzmann方法,年度。流体力学版次。,30, 329-364 (1998) ·Zbl 1398.76180号
[10] Do-Quang,M。;奥雷尔,E。;Vergassola,M.,多相流格子Boltzmann模型清单(2000),皇家理工学院,报告编号00:03
[11] Donath,S。;Mecke,K。;拉巴,S。;布瓦,V。;Rüde,U.,瓦尔贝拉平行自由表面晶格Boltzmann方法中表面张力的验证,计算。流体,45,1177-186(2010)·Zbl 1430.76009号
[12] Feichtinger,C。;Donath,S。;Köstler,H。;Götz,J。;Rüde,U.,WaLBerla:计算工程模拟的HPC软件设计,J.Compute。科学。,2, 2, 105-112 (2011)
[13] 丹尼尔·福斯特(Daniel Fuster);阿巴格拉、基鲁;克里斯托夫·约瑟兰(Christophe Josserand);波皮内特,斯特芬;斯泰芬·扎尔斯基,《液滴、气泡和波的数值模拟:最新技术》,流体动力学。研究,41,6,065001(2009)·Zbl 1423.76002号
[14] Ginzbourg,我。;Adler,P.M.,三维格子Boltzmann模型的边界流动条件分析,J.Phys。II法国,4,191-214(1994)
[15] Ginzburg,I.,一般平流和各向异性扩散方程的平衡型和连接型格子Boltzmann模型,高级水资源。,28, 1171-1195 (2005)
[16] 金兹堡,I。;d’Humieres,d.,晶格Boltzmann模型的多重反射边界条件,物理学。E版,68,066614(2003),第29页
[17] 金兹堡,I。;Steiner,K.,自由表面流动的Lattice Boltzmann模型及其在铸造填充过程中的应用,J.Comput。物理。,185, 61-99 (2003) ·Zbl 1062.76554号
[18] 金兹堡,I。;Verhaeghe,F。;d'Humieres,d.,双松弛时间格子Boltzmann格式:关于参数化、速度、压力和混合边界条件,Commun。计算。物理。,3, 2, 427-478 (2008)
[19] 郭,Z。;郑,C。;Shi,B.,《离散晶格对晶格Boltzmann方法中强迫项的影响》,Phys。修订版E,650046308(2002),第6页·Zbl 1244.76102号
[20] 何,X。;Luo,L.-S.,不可压缩Navier-Stokes方程的格子Boltzmann模型,J.Stat.Phys。,88, 3/4, 927-944 (1997) ·Zbl 0939.82042号
[21] 希特,C.W。;Nichols,B.D.,自由边界动力学的流体体积(vof)方法,J.Compute。物理。,39, 201-225 (1981) ·Zbl 0462.76020号
[22] 希特,C.W。;Shannon,J.P.,《不可压缩流计算的自由表面应力条件》,J.Compute。物理。,2: 403-411 (1968) ·Zbl 0197.25901号
[23] Janßen,C.,《土木和环境工程中非线性自由表面流问题模拟的动力学方法》(2010),布伦瑞克理工大学博士论文
[24] 詹森,C。;Grilli,S.T。;Krafczyk,M.,通过完全非线性势流和格子Boltzmann模型耦合对波浪破碎和波-结构相互作用进行建模,(国际海洋与极地工程师学会(ISOPE),第二十届国际海洋与极地工程会议论文集。国际海洋和极地工程师学会(ISOPE),第二十届国际海洋和极地工程会议论文集,中国北京,2010年6月20日至25日(2010)),686-693
[25] 垃圾,M。;Yang,Z.,晶格Boltzmann边界条件的渐近分析,J.Stat.Phys。,121, 1/2, 3-35 (2005) ·Zbl 1107.82049号
[26] 垃圾,M。;Yang,Z.,格子Boltzmann方法的一点边界条件,物理学。版本E,72,066701(2005年12月)
[27] 科纳,C。;Thies,M。;霍夫曼,T。;新德里。;Rüde,U.,用于模拟泡沫的自由表面流动的格子Boltzmann模型,J.Stat.Phys。,121179-196年1月2日(2005年)·Zbl 1108.76059号
[28] Ladd,A.-J.-C.,通过离散Boltzmann方程对颗粒悬浮液进行数值模拟。第1部分。理论基础,J.流体力学。,271285-309(1994年7月)
[29] McKibben,J.F。;Aidun,C.K.,《理想气体中自由表面粘性流动分析的流体体积法的扩展》,国际J·数值。方法流体,211113-1170(1995)·Zbl 0893.76059号
[30] 吕德,美国。;Thürey,N.,《自由表面晶格——有水平集和无水平集的Boltzmann流体模拟》(《视觉、建模和可视化学报》(2004)),199-208年
[31] 吕德,美国。;新德里。;Iglberger,K.,《LBM中带有移动和变形物体的自由表面流》(视觉、建模和可视化学报(2006年)),193-200
[32] 尼科尔斯,B.D。;Hirt,C.W.,《数值不可压缩流计算的改进自由表面边界条件》,J.Compute。物理。,8, 434-448 (1971) ·Zbl 0227.76048号
[33] 努尔加列夫,R.R。;Dinh,T.N。;泰奥法努斯。;Joseph,D.,《格子Boltzmann方程方法:理论解释、数值和含义》,国际J·Multiph出版社。流量,29,117-169(2003)·Zbl 1136.76594号
[34] Osher,S。;Fedkiw,R.P.,《水平集方法:概述和一些最新结果》,J.Compute。物理。,169, 463-502 (2001) ·Zbl 0988.65093号
[35] Qian,Y.H。;d·休米尔斯,d。;Lallemand,P.,Navier-Stokes方程的格子BGK模型,欧洲物理快报。,17, 6, 479-484 (1992) ·Zbl 1116.76419号
[36] 斯卡多维利,R。;Zaleski,S.,自由表面和界面流动的直接数值模拟,年度。流体力学版次。,31, 567-603 (1999)
[37] Sethian,J.A。;Smereka,P.,《流体界面的液位设置方法》,年。流体力学版次。,35, 341-372 (2003) ·Zbl 1041.76057号
[38] Svec,O。;斯科克,J。;斯坦格,H。;盖克,M.R。;Roussel,N.,非牛顿流体中刚性粒子悬浮液的自由表面流动,J.non-Newton。流体力学。,179-180, 32-42 (2012)
[39] 新德里。;波尔,T。;吕德,美国。;奥奇斯纳,M。;Körner,C.,使用自适应参数化优化和稳定LBM自由表面流模拟,第一届工程和科学介观方法国际会议论文集。第一届工程与科学介观方法国际会议论文集,计算。流体,35,8-9,934-939(2006)·兹比尔1177.76331
[40] Xing,X.Q。;巴特勒,D.L。;Ng,S.H。;王,Z。;Danyluk,S。;Yang,C.,使用基于格子Boltzman的单相模型模拟液滴形成和合并,J.胶体界面科学。,311, 609-618 (2007)
[41] Xing,X.Q.(邢,X.Q.)。;巴特勒,D.L。;Yang,C.,《基于格子Boltzman的液滴运动自由表面跟踪单相方法》,国际期刊Numer。《液体方法》,53,333-351(2007)·Zbl 1105.76048号
[42] 尹,X。;科赫·D·L。;Verberg,R.,《无切向应力边界条件下模拟球形气泡的格子-玻尔兹曼方法》,Phys。版本E,73,026301(2006),第13页
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且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。