格子Boltzmann方法模拟多孔介质惯性流的边界条件改进

发布时间：2021-10-19 02:53

　　格子Boltzmann方法可以有效地模拟水动力学问题,边界处理方法的选择对于可靠的模拟计算至关重要.本文基于多松弛时间格子Boltzmann模型开展了不同边界条件下,周期对称性结构和不规则结构中流体流动模拟,阐述了不同边界条件的精度和适用范围.此外,引入一种混合式边界处理方法来模拟多孔介质惯性流,结果表明:对于周期性对称结构流动模拟,体力格式边界条件和压力边界处理方法是等效的,两者都能精确地捕捉流体流动特点;而对于非周期性不规则结构,两种边界处理方法并不等价,体力格式边界条件只适用于周期性结构;由于广义化周期性边界条件忽略了垂直主流方向上流体与固体格点的碰撞作用,同样不适合处理不规则模型;体力–压力混合式边界格式能够用来模拟周期性或非周期性结构流体流动,在模拟多孔介质流体惯性流时,比压力边界条件有更大的应用优势,可以获得更大的雷诺数且能保证计算的准确性. 

【文章来源】：力学学报. 2019,51(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【文章目录】：
引言
1 LBM方法
    1.1 MRT-LBM模型
    1.2 边界条件
2 结果与讨论
    2.1 周期性结构流动模拟
    2.2 倾斜平板流动模拟
    2.3 多孔介质流体流动模拟
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]页岩气高效开采的力学问题与挑战[J]. 柳占立,庄茁,孟庆国,詹世革,黄克智.  力学学报. 2017(03)
[2]低渗透煤层气藏中气-水两相不稳定渗流动态分析[J]. 刘文超,刘曰武.  力学学报. 2017(04)
[3]多孔介质壁面剪切湍流速度时空关联的研究[J]. 郑艺君,李庆祥,潘明,董宇红.  力学学报. 2016(06)
[4]基于格子Boltzmann方法的页岩气微观流动模拟[J]. 姚军,赵建林,张敏,张磊,杨永飞,孙致学,孙海.  石油学报. 2015(10)
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本文编号：3444010