带外力项的iDdQ（q-1）多松弛格子Boltzmann模型

发布时间：2021-11-15 02:13

　　以3维14速（iD3Q14）多松弛格子Boltzmann （MRT LB）模型为例,在iDdQ（q-1） MRT LB模型的基础上,采用多尺度展开和反向设计法构造出带外力项的iDdQ（q-1）MRT LB模型,该模型在低Mach数的假设下可恢复到带外力项的不可压Navier-Stokes方程.通过对三维方形管道内泊肃叶流、脉动流以及二维Taylor涡衰减流的模拟发现,数值结果与解析解吻合很好,并且空间精度达到二阶,从而验证了新模型模拟外力驱动的稳态和非稳态不可压流动的有效性. 

【文章来源】：计算物理. 2020,37(05)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

三维泊肃叶流示意图

iDdQ(q-1)MRT LB模型相对于DdQq MRT LB模型计算中少一个离散速度方向, 因此计算效率也提高了1/q, 且使用图像处理单元(GPU)程序记录了两者模型分别在1/τ=1时不同网格间距下和65 × 33 × 33网格间距δx=1/32时,不同的1/τ下的计算时间, 分别列于表4和表5. 由于GPU的优越性, 计算速度快, 两个模型的计算时间差距甚微, 但可以明显看出14速模型的计算更快一些.表1 不同1/τ和网格间距下的全局相对误差GREuTable 1 GREu of Poiseuille flow at different lattice spacings and different 1/τ 1/τ GREu δx=1/8 δx=1/16 δx=1/32 δx=1/64 0.8 1.059 × 10-1 3.246 × 10-2 8.970 × 10-3 2.365 × 10-3 1.0 2.849 × 10-2 7.315 × 10-3 1.834 × 10-3 4.586 × 10-4 1.3 5.827 × 10-2 1.855 × 10-2 5.236 × 10-3 1.392 × 10-3

- dp dx =G 1 cos(ωt),??F x =G 2 cos(ωt),?????? ??? (32)式中ω是压力梯度和外力变化的频率. 另外, 在边界条件

【参考文献】：
期刊论文
[1]微通道内不混溶气液两相二氧化碳界面动力学行为的格子Boltzmann研究[J]. 娄钦,臧晨强,王浩原,李凌.  计算物理. 2019(02)
[2]二维平板间驻波声流的MRT-LBM数值研究[J]. 周天,李学敏,刘峰.  计算物理. 2018(01)
[3]基于LBM的部分热活跃边界下多孔腔体内自然对流换热[J]. 孙金丛,杜鹏,李培生,张莹,李伟.  计算物理. 2017(05)
[4]考虑双向耦合效应的格子Boltzmann气固两相湍流模型[J]. 王浩明,赵海波,郑楚光.  计算物理. 2013(01)



本文编号：3495820