基于LBM的复杂边界和多孔介质流动和传热问题的数值方法研究的开题报告.docx

基于LBM的复杂边界和多孔介质流动和传热问题的数值方法研究的开题报告
一、研究背景与意义
随着工业发展和技术进步，复杂边界和多孔介质流动和传热问题愈发受到了注意。这类问题在很多领域都有着广泛的应用，例如地下水污染的传播、地下油气、矿物资源开采的过程、建筑通风、水力发电、空气污染传输模拟等。
针对这些问题的数值模拟方法由来已久，常用的有有限元法、有限差分法、边界元法等。而最近几十年，基于LBM的数值模拟方法也逐渐引起了学者们的关注。相比传统的数值方法，LBM有着更长的寿命、更高的计算效率，并且能够描述多孔介质、液体与气体相的界面模拟，应用范围更广。
因此，本文在传统的LBM方法基础上，进一步研究了LBM方法在复杂边界和多孔介质流动和传热问题中的应用，对其进行了改进和完善，以期在实际应用中解决实际问题。
二、研究内容
本文的主要研究内容包括以下三个部分：
1.基于LBM的数值模拟方法。对于多孔介质和液体气体两相相互作用的问题，本文提出了基于LBM的数值模拟方法。该方法具有计算效率高、时间步合理、死亡时间更长等特点。
2.复杂边界问题的处理方法。针对复杂边界问题，本文提出了一种改进的LBM方法，该方法可以准确模拟多种复杂边界的模型，同时还提高了解析解的精度和效率。
3.数值模拟结果分析。我们使用所设计的模拟工具来针对具体的案例研究流体分布、温度分布、功率输出等问题，并对实验结果进行深入分析，希望能够探寻出其内部规律和机理。
三、研究计划
在整个研究计划中，我们将按照以下步骤进行：
1.对LBM的数值模拟方法进行深入研究，对LBM方法的基本理论知识进行学习和掌握，准备相关的数学模型和程序设计。
2.查阅相关文献，了解复杂边界和多孔介质流动和传热问题的研究现状，准备实验材料和精心设计实验方案。
3.基于所学习的LBM理论方法，对复杂边界和多孔介质流动和传热问题进行数值模拟，进行仿真和模拟并进行数据收集。
4.对实验结果进行分析，发现其中的问题和优势，并进行理论优化和实验改进，最后对其进行总结和归纳，为实际应用提供指导和参考。
四、预期成果
我们预期通过对LBM在复杂边界和多孔介质流动和传热问题中的应用研究，探索LBM方法在实际问题中的应用和优劣势，并尝试解决难点，提出改进，最终形成可行的技术和方法，能够为实际问题的解决提供参考和方向。并通过实验结果的验证，为实际应用提供依据和指导。