三维十五点格子Boltzmann模型仿真.pdf

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三维十五点格子Boltzmann模型仿真作者简介：晏一光(1978)，男，湖北京山人，硕士，主要从事格子Bon删n方面的研究．Unj他rsj啦ofScJ㈣and丁e曲no如gM留丁格子气模型优点的同时，克服了它的不足之处．本文讨论了一种二维十五点格子Boltmnn模型，通过选择适当的平衡分南及参数，并用(1hapnlall-Enskog展升和多尺度技术导出了N⋯卜stokes方程．在微机卜模拟了工程中比较常见工程热物理学报晏一光吴郑楚光N洲卜stokes方程；管排绕流；二维十五点格子Boltzmann模型言波DIMENSIoNBoI用ZMANNMoDELSIMULATIoN1引Boltzma皿；Navier-StokesTHREE格子气(LGA)及其由它衍生的格子B01tzamⅡn方法(LBM)，是近期发展起来的适合于利用并行计算机研究输运现象的新方法，自从1986年Frisch、Hasslacher、Pomeau(FHP)提出第一个■维模型并再现了不可压的N—s方程后格子气受到了广泛的关注并被应用丁流体动力学、多孔介质流、磁流体、多相流和反应一扩散方程等许多领域。格子Boltzmaml方法最早由McNam”a和zalletti|1j提出。QiaⅡH提出的LBGK模型采用了单一时间松弛方法，满足了各项同性、Gahlean不变性并得到了独立丁速度的压力项。此模型得到了广泛的应用，并取得了较好的结果。目前，应用比较多的有二维的七点、九点和十三点格子BoltzmaIlIl模型【5~“，并得到了比较满意的结果。但是，用二维模型来模拟实际的三维问题还存在着某些不足和缺陷。在我们的现实世界中，真正表现出来的是一个三维的世界，而前面所提纠的二维模型只是针对现实世界的一个简化，因此如何建立一个真止的三维格子B。ltzman模型对于我们解决在现实世界中的一些实际问题是非常重要的．同样为了能够让格子Boltzmann方法能够真正的在现实的生产中去解决实际问题，三维的格子BoltzmaⅡn模型也是必需的。下面我将讨论一种三维15点的格子Boltzmann模型，并应用此模型对通道内的管排绕流问题进行了数值模拟，得到了较满意的结果。格子气和格子B01tzmann方法的迅速发腥提供了一类求解流体力学问题的新方法．格子Bol伽nann方法在保15一SPEEDLATTICEWUG。皿bus￡j。口，Hu拙h删gg∞automata，latticetreatise’bvmodel；Comparing恤eindicates恤atKeyHiguera，JirneⅡez和succil2J作了一定的改善。而由s．Y．chen【3J和Y．H第22卷第4期THERMoPHYSICS华中理工夫学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉摘要的管排绕流问题，计与实验观察到的结果进行了比较，结果表明该模型能较好的模拟复杂流动现象，并具有较好的丁程府用背景．关键词格子BolLzmann，中图分类号：TKl6文献标识码：A文章编号：0253-23lx(2001)04．050舡04ZHENGChu—Gua“gK叫Lab。fC0ajWu^a月430074，C^inaAbstractfromB01tzmannmethodofⅡ1ethodmechallicsproblems．A15．speedmodelequilibriumdistributionothe。parameters，aⅡdwithLheChapman—Enskogexpansion，N—S。quationderivedthissimulationexperiⅢentalresultsthe丑owarouIldoftubes，iteH套ctivelysimmatemtrifate丑ow，aⅡdappbcationwordsequati。n；丑owarollⅡdtubes；3一D收稿日期：200l—ol—ll；修订日期t基金项目：国家重点基础研究专项基金资助资助(NoG1999022207)2001年7月joURNALoFENGINEERINGVol-22Jul．．2001430074YANYi—GuangBoDevelopinglatticeprovidesnews01ve丑uid3。Dwasdiscussedinselectingopportunefunctlonandbetherowshasprondsingvalueengineering15一speed1attjfeR01tznlannNo．4Sta￡esorttocanona200l—04．05a11
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