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扁球体泥沙颗粒沉降的三维格子Boltzmann模型 被引量:1
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作者 乔光全 张庆河 张金凤 《泥沙研究》 CSCD 北大核心 2013年第4期1-7,共7页
应用格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)模拟扁球体单颗粒沉降,并引入大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)描述较大颗粒沉降引起的尾流紊动,建立了扁球状泥沙颗粒沉降的三维数值模型。利用该模型对不同雷诺数下(1~7 580... 应用格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)模拟扁球体单颗粒沉降,并引入大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)描述较大颗粒沉降引起的尾流紊动,建立了扁球状泥沙颗粒沉降的三维数值模型。利用该模型对不同雷诺数下(1~7 580)扁球体泥沙颗粒的静水沉降进行了验证模拟。数值模拟结果与已有试验数据相比较,在泥沙颗粒沉降轨迹、沉降速度和阻力系数等方面有较好的一致性。 展开更多
关键词 三维格子boltzmann模型 大涡模拟 扁球体颗粒 泥沙沉降
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基于格子Boltzmann重叠法求解一、二维耦合浅水动力学模型
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作者 杨浩 敬玥彤 +3 位作者 刘海飞 毕娟 王洪达 褚珣 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第1期110-117,129,共9页
提出一种重叠耦合法(superposition coupling method, SCM),以高精度地实现基于一维与二维格子Boltzmann方法 (lattice Boltzmann method, LBM)的水动力模型在复杂地形浅水区域的跨维度模拟耦合。对复杂地形区域的浅水水体进行水动力模... 提出一种重叠耦合法(superposition coupling method, SCM),以高精度地实现基于一维与二维格子Boltzmann方法 (lattice Boltzmann method, LBM)的水动力模型在复杂地形浅水区域的跨维度模拟耦合。对复杂地形区域的浅水水体进行水动力模拟通常涉及跨维度建模,可能会在某些边界处做近似处理,例如河流-湖泊汇合处、洪水淹没区和河口区域。为高效求解跨维度浅水方程(shallow water equations, SWE)问题,SCM通过在一维和二维LBM模型边界处人工设置重叠区域,使不同维度的2个模型在该区域交换水动力信息。在重叠区域采用零梯度边界条件,从而得到耦合所需的变量。1D-2D耦合模型通过了圆形空腔射流和急弯河道2个验证模型的比较测试,结果显示一、二维耦合模型的精度与二维模型基本相当。本研究通过SCM有效地求解了跨维度浅水方程问题,提高了一维与二维模型间的耦合精度,为复杂地形浅水区域的水动力模拟提供了技术支撑。 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 水动力模型 一、二维耦合 重叠法 浅水方程
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微通道内声传播格子Boltzmann建模及其特性研究
3
作者 杨雨 余江波 +3 位作者 苏娜娜 张新翠 单鸣雷 韩庆邦 《应用声学》 北大核心 2025年第2期312-323,共12页
吸声材料在抑制噪声污染方面发挥重要作用,其吸声性能受到内部微通道结构影响。然而微通道尺寸小且结构复杂,有必要采用合适的数值工具来研究微通道内声传播特性。该文采用介观的格子Boltzmann方法构建了微通道内声传播模型,并引入了声... 吸声材料在抑制噪声污染方面发挥重要作用,其吸声性能受到内部微通道结构影响。然而微通道尺寸小且结构复杂,有必要采用合适的数值工具来研究微通道内声传播特性。该文采用介观的格子Boltzmann方法构建了微通道内声传播模型,并引入了声学无反射边界以消除声波反射的影响。通过构建单/双层微通道声传播模型,探究了波长、通道宽度对声传播的影响及水平声压幅值的分布情况。进而通过在微通道上放置凹凸固体块模拟粗糙微通道环境,研究声波经过粗糙微通道后的变化,分析固体块的长度对声传播的影响,并将声波经过两种固体块的声压幅值差进行对比。研究结果证明格子Boltzmann方法可以有效地描述微观尺度下通道内声波的传播过程,从流体力学角度描述声场的分布,为声流固耦合相关领域的模拟计算的应用提供参考。 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 微通道 声传播 多松弛模型
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基于格子Boltzmann方法的自由能密度模型
4
作者 李若桐 钟兴国 +1 位作者 刘起霖 闻炳海 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期90-99,共10页
基于格子Boltzmann方法的多相流模型具有相界面自动演化、无需边界积分等优势,在模拟复杂多相流系统中获得广泛的研究和应用。本文引入自由能密度计算分子间的相互作用力,提出一种满足热力学一致性和伽利略不变性的多相流模型。使用该... 基于格子Boltzmann方法的多相流模型具有相界面自动演化、无需边界积分等优势,在模拟复杂多相流系统中获得广泛的研究和应用。本文引入自由能密度计算分子间的相互作用力,提出一种满足热力学一致性和伽利略不变性的多相流模型。使用该模型预测气液两相共存密度的结果与理论值吻合得很好,误差值为-0.01~0.01,并且在低温度下优于改进的伪势模型。同时该模型也可以模拟较大密度比的气液系统,液相与气相的密度比可达10^(7)以上。通过两相分离和液滴撞击液膜等一系列数值模拟,验证了该模型符合伽利略不变性。该模型物理清晰、易于实施,能够结合不同状态方程模拟多相流系统,具有较好的实用性和应用前景。 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 多相流 自由能模型 自由能密度 大密度比
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气泡群上升过程相互作用的格子Boltzmann三维数值模拟 被引量:5
5
作者 孙涛 李维仲 +1 位作者 杨柏丞 祝普庆 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1586-1591,共6页
应用格子Boltzmann自由能模型,在三维空间里模拟了大密度比气泡群在静止的黏性不可压缩流体中上升过程以及它们之间的相互作用。为了避免气液密度比过大造成数值不稳定问题,采用八点差分和十八点差分格式分别求解一阶和二阶2。... 应用格子Boltzmann自由能模型,在三维空间里模拟了大密度比气泡群在静止的黏性不可压缩流体中上升过程以及它们之间的相互作用。为了避免气液密度比过大造成数值不稳定问题,采用八点差分和十八点差分格式分别求解一阶和二阶2。模拟结果表明,气泡的初始大小和初始位置影响上升气泡周围的流场以及形状变化。当直径相同的气泡群上升时,位置靠下的气泡会受到位置靠上气泡尾迹的影响,并有很明显的形状变化。气泡之间的影响程度取决于两气泡之间的距离及相对位置,并且随着距离增加而逐渐减小。然而直径不同的气泡群上升时,不管初始位置如何,大气泡总会对小气泡造成强烈的影响。 展开更多
关键词 三维数值模拟 格子boltzmann方法 气泡群 相互作用
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用格子Boltzmann方法研究交通流BML模型 被引量:7
6
作者 黄乒花 孔令江 刘慕仁 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2002年第4期6-10,共5页
用格子玻尔兹曼方法研究二维决定论交通流BML模型,得出模型满足的玻尔兹曼方程,并对其进行了计算机模拟,获得了与用CA方法研究该模型相类似的结论,提供了格子玻尔兹曼方法用于研究交通流的可行性.
关键词 格子boltzmann方法 格子玻尔兹曼方法 CA方法 二维决定通流 BML模型 计算机模拟
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二维Selkov反应扩散模型的格子Boltzmann方法模拟 被引量:6
7
作者 邓敏艺 刘慕仁 孔令江 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2004年第3期1-4,共4页
建立了二维 Selkov反应扩散模型的格子 Boltzmann方法 ,进行计算机模拟演化 ,模拟出 Selkov反应的均匀定态、极限环、图灵斑图、环状波等空间结构 ,表明在模拟求解流速为零情况下的反应扩散方程时 。
关键词 理论物理 反应扩散模型 格子boltzmann方法 计算机模拟
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一类偏微分方程的格子Boltzmann模型 被引量:4
8
作者 戴厚平 郑洲顺 段丹丹 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第3期21-26,共6页
研究了对流扩散方程、Burgers方程和Modified-Burgers方程等具有相同形式的一类偏微分方程。并且构建了带修正函数项的D1Q3格子Boltzmann模型求解这类方程。为了能准确地恢复出此宏观方程,利用Chapman-Enskog展开和多尺度分析技术,推导... 研究了对流扩散方程、Burgers方程和Modified-Burgers方程等具有相同形式的一类偏微分方程。并且构建了带修正函数项的D1Q3格子Boltzmann模型求解这类方程。为了能准确地恢复出此宏观方程,利用Chapman-Enskog展开和多尺度分析技术,推导出了各个方向的平衡态分布函数和修正函数的具体表达式。数值计算结果表明该模型是稳定、有效的。 展开更多
关键词 格子boltzmann模型 对流扩散方程 BURGERS方程 Modified-Burgers方程 D1Q3模型
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格子Boltzmann模型的改进与流体力学方程 被引量:2
9
作者 冯士德 赵 颖 +1 位作者 季仲贞 郜宪林 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期492-500,共9页
流体的流动可以看成是分子以上水平的粒子基本运动组合而成,任何一个粒子系统的Hamiltonian都是由动能和势能这两部分所组成.借助于Hamiltonian建立了微观粒子和宏观流体之间的能量守恒准则,发展了一个适合于热流场数值模拟的格子Boltzm... 流体的流动可以看成是分子以上水平的粒子基本运动组合而成,任何一个粒子系统的Hamiltonian都是由动能和势能这两部分所组成.借助于Hamiltonian建立了微观粒子和宏观流体之间的能量守恒准则,发展了一个适合于热流场数值模拟的格子Boltzmann模型.从该模型可以还原出宏观的流体力学方程,所得动量方程的黏性输运项除了具有Navier-Stokes黏性力的特征外还与非定常的、非线性的动量通量和非定常的内能相关.用该模型对Benard热对流进行了数值模拟,很好地再现了Benard cell,并且克服了热格子Boltzmann模型数值稳定性差的不足. 展开更多
关键词 格子boltzmann模型 HAMILTONIAN 分布函数 流体力学方程 Benard热对流 数值模拟
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哈密顿系统的格子Boltzmann模型 被引量:2
10
作者 闫广武 郝雁 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期339-341,共3页
给出哈密顿系统的格子Boltzmann算法.在一个反应-扩散系统的格子Boltzmann模型中,通过对细观参数进行控制,给出哈密顿系统所对应的平衡态分布函数,并应用格子Boltz-mann算法模拟一个简单的单摆运动行为.
关键词 格子boltzmann模型 格子boltzmann算法 哈密顿系统 单摆 平衡态分布函数 哈密顿量
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泥石流的增强碰撞算子格子Boltzmann模型 被引量:1
11
作者 王沁 姚令侃 何平 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2007年第4期618-624,共7页
利用增强碰撞算子格子的Boltzmann方法,分析泥石流作为非Newton体的特点,根据泥石流的Bingham体模型,构造了一个特殊的增强碰撞算子的格子Boltzmann模型,并由此成功地模拟了泥石流入汇主河的运动过程,为预测和防治泥石流入汇主河所造成... 利用增强碰撞算子格子的Boltzmann方法,分析泥石流作为非Newton体的特点,根据泥石流的Bingham体模型,构造了一个特殊的增强碰撞算子的格子Boltzmann模型,并由此成功地模拟了泥石流入汇主河的运动过程,为预测和防治泥石流入汇主河所造成的灾害提供了一些理论依据。 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 Navier-Stoke方程 Bingham体模型 泥石流
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热波方程的格子Boltzmann模型 被引量:1
12
作者 史秀波 闫广武 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期437-440,共4页
用格子Boltzmann方法(LBM)研究热波方程,构建了热波方程的格子Boltzmann模型,运用该模型对一维和二维热波问题进行数值模拟,并将LBM数值解与其他经典结果进行比较,表明该方法可以用于模拟热波问题.
关键词 格子boltzmann模型 热波方程 高阶矩方法
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变系数Wave-Like方程的格子Boltzmann模型 被引量:1
13
作者 史秀波 闫广武 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期585-590,共6页
用格子Boltzmann方法研究变系数wave-like方程,构建了变系数wave-like方程的格子Boltzmann模型.先运用该模型对二维和三维wave-like问题进行数值模拟,再将格子Boltzmann数值解与其解析结果进行比较.结果表明,该方法可以用于模拟变系数wa... 用格子Boltzmann方法研究变系数wave-like方程,构建了变系数wave-like方程的格子Boltzmann模型.先运用该模型对二维和三维wave-like问题进行数值模拟,再将格子Boltzmann数值解与其解析结果进行比较.结果表明,该方法可以用于模拟变系数wave-like问题. 展开更多
关键词 格子boltzmann模型 变系数wave-like方程 高阶矩方法
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基于伪势格子Boltzmann模型修正PR状态方程
14
作者 曾建邦 蒋方明 +1 位作者 胡安杰 李隆键 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期83-88,共6页
探讨势函数对伪势格子Boltzmann模型基于PR状态方程计算饱和水气液两相密度的影响,发现选取合适的势函数形式虽可使模拟结果与Maxwell理论解吻合良好,但其与实验值的差距却较大,需修正PR方程。基于伪势模型分析文献中的PR型状态方程发现... 探讨势函数对伪势格子Boltzmann模型基于PR状态方程计算饱和水气液两相密度的影响,发现选取合适的势函数形式虽可使模拟结果与Maxwell理论解吻合良好,但其与实验值的差距却较大,需修正PR方程。基于伪势模型分析文献中的PR型状态方程发现,单独修正引力或斥力项,均无法同时兼顾计算精度和模型适用的温度范围。为此,本文基于该模型同时对PR方程的引、斥力项系数进行修正,得到了一个新的能够准确地描述饱和水气液两相性质的状态方程。 展开更多
关键词 伪势格子boltzmann模型 PR状态方程 势函数 Maxwell定律
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熵格子Boltzmann方法的重整化群代数湍流模型
15
作者 刘强 谢伟 +2 位作者 张再夫 田斌斌 邱辽原 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期1317-1322,共6页
重整化群理论所建立的湍流模型能够最大程度地减小模型经验性,因此文章尝试将重整化群代数湍流模型引入到熵格子Boltzmann方法中,建立新型的计算模型以对高雷诺数湍流进行模拟研究。同时为了进行比较研究,还建立了熵格子Boltzmann方法... 重整化群理论所建立的湍流模型能够最大程度地减小模型经验性,因此文章尝试将重整化群代数湍流模型引入到熵格子Boltzmann方法中,建立新型的计算模型以对高雷诺数湍流进行模拟研究。同时为了进行比较研究,还建立了熵格子Boltzmann方法的标准大涡模拟模型。完成了对高雷诺数湍流绕流场的模拟计算。结果表明:所建立的熵格子Boltzmann方法重整化群代数湍流模型能够有效地模拟高雷诺数湍流流动问题;其对紧贴壁面处较小尺度湍涡的模拟结果趋近于大涡模拟的结果;重整化群代数湍流模型在对高雷诺数湍流的模拟中表现出耗散模型的特征。 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 重整化群 代数湍流模型 大涡模拟 高雷诺数
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一类特殊的9-bit格子Boltzmann模型
16
作者 王沁 姚令侃 汤家法 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第4期553-557,共5页
基于传统流体力学的斯托克斯假设,对可压缩流体的Navier-Stokes方程的特点进行了分析.在此基础上,建立了既符合斯托克斯假设,又能模拟可压缩流体的9-bit格子Boltzmann模型,并运用格子Boltzmann模型的相关理论确定了模型参数.最后,通过... 基于传统流体力学的斯托克斯假设,对可压缩流体的Navier-Stokes方程的特点进行了分析.在此基础上,建立了既符合斯托克斯假设,又能模拟可压缩流体的9-bit格子Boltzmann模型,并运用格子Boltzmann模型的相关理论确定了模型参数.最后,通过对尾流现象的模拟,验证了模型的可行性. 展开更多
关键词 格子boltzmann模型 NAVIER-STOKES方程 斯托克斯假设
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一维Burgers方程的格子Boltzmann模型 被引量:6
17
作者 崔彩娥 陈若航 刘慕仁 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 1998年第2期22-26,共5页
从对流扩散的角度给出了一维Burgers方程的格子Boltzmann模型,分析了模型的特点,并和模拟结果进行了比较.
关键词 BURGERS方程 格子 boltzmann模型 气体动力学
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遮光剂掺杂SiO_(2)气凝胶传热的统一格子Boltzmann模型研究 被引量:3
18
作者 范坤阳 杨景兴 +4 位作者 许海波 连兴容 何凤梅 陈聪慧 李增耀 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1974-1981,共8页
气凝胶是一种纳米多孔超级隔热材料,其内部的传热过程涉及气相导热、固相导热、气固耦合传热及辐射传热。基于格子Boltzmann方法,演化了含有辐射源项的能量方程和辐射传输方程,建立了描述SiO_(2)气凝胶复合材料内多模式多尺度耦合传热... 气凝胶是一种纳米多孔超级隔热材料,其内部的传热过程涉及气相导热、固相导热、气固耦合传热及辐射传热。基于格子Boltzmann方法,演化了含有辐射源项的能量方程和辐射传输方程,建立了描述SiO_(2)气凝胶复合材料内多模式多尺度耦合传热的统一格子Boltzmann模型,探究了SiC遮光剂粒径和掺杂量对气凝胶复合材料隔热性能的影响,获得了使得材料等效热导率最小的SiC遮光剂最优粒径和最佳掺杂量随温度的变化规律。 展开更多
关键词 SiO_(2)气凝胶 耦合传热 统一格子boltzmann模型 遮光剂 等效热导率
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用于求解Poisson方程的格子Boltzmann模型 被引量:1
19
作者 王博宇 闫广武 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期407-413,共7页
提出一个求解Poisson方程的格子Boltzmann模型.通过使用Chapman-Enskog展开和多尺度展开得到了在不同时间尺度下的系列偏微分方程及平衡态分布函数和具有三阶截断的误差修正Poisson方程.用该模型计算Kolmogorov流和Green-Taylor涡流,并... 提出一个求解Poisson方程的格子Boltzmann模型.通过使用Chapman-Enskog展开和多尺度展开得到了在不同时间尺度下的系列偏微分方程及平衡态分布函数和具有三阶截断的误差修正Poisson方程.用该模型计算Kolmogorov流和Green-Taylor涡流,并与解析解进行比较,计算结果表明,数值结果与经典解析结果基本相符. 展开更多
关键词 格子boltzmann模型 POISSON方程 Kolmogorov流
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亚格子模型对三维扭曲水翼空化现象的影响 被引量:1
20
作者 何朋朋 李子如 +1 位作者 张孝旺 贺伟 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期187-195,共9页
[目的]旨在探究三维扭曲水翼空化数值模拟中网格密度及亚格子模型的适应性问题。[方法]为此,使用大涡模拟(LES)方法和Schnerr-Sauer(S-S)空化模型对Delft Twist11N三维扭曲水翼的非定常空化流场进行数值模拟,重点研究3套不同密度的网格... [目的]旨在探究三维扭曲水翼空化数值模拟中网格密度及亚格子模型的适应性问题。[方法]为此,使用大涡模拟(LES)方法和Schnerr-Sauer(S-S)空化模型对Delft Twist11N三维扭曲水翼的非定常空化流场进行数值模拟,重点研究3套不同密度的网格和WMLES,SL,WALE这3种亚格子模型对Delft Twist11N水翼空化演变过程、空化脱落频率及时均升阻力系数等的影响。[结果]结果表明:适当的网格加密形式既能够捕捉到较多的细小空泡脱落、马蹄形云空泡的初生与溃灭等非定常空化演变现象,又能够获得具有较高精度的空泡脱落频率、时均升阻力系数和时均压力分布。相较于WMLES和SL亚格子模型,WALE亚格子模型较好地捕捉到了片空泡及云空泡的演变,在预报空泡脱落频率、时均升阻力系数及压力系数方面精度较优。[结论]因此,推荐采用基于WALE亚格子模型的LES方法进行非定常云状空化的数值模拟。 展开更多
关键词 三维扭曲水翼 云状空泡 大涡模拟 格子模型 网格密度
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