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基于多松弛格子玻尔兹曼的弯道水流三维数值模拟 被引量：7
1
作者 丁全林 王玲玲 +1 位作者 汪德爟 方政 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期523-528,共6页
为研究弯道水流现象并且拓展格子玻尔兹曼(Lattice Boltzmann Method,LBM)在水利工程领域的应用,建立了弯道水流的三维多松弛LBM演进模型,其中包括水流自由表面模拟、弯曲固壁边界处理以及紊流模型耦合求解等关键技术。应用该模型模拟... 为研究弯道水流现象并且拓展格子玻尔兹曼(Lattice Boltzmann Method,LBM)在水利工程领域的应用,建立了弯道水流的三维多松弛LBM演进模型,其中包括水流自由表面模拟、弯曲固壁边界处理以及紊流模型耦合求解等关键技术。应用该模型模拟研究了不同流量下U型弯道的水流状态,得到了水位、最大水深平均流速以及紊动能等参数的分布规律。分析和实践表明,该模型能较好地模拟三维弯道水流现象。 展开更多
关键词 多松弛格子玻尔兹曼 流体 弯道水流 紊流模型
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雨水在沥青混凝土中饱和渗流的多松弛时间格子Boltzmann法模拟
2
作者 杨大田 杨礼明 周乾 《桂林理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第1期146-151,共6页
为了细观地研究水对沥青混凝土耐久性的影响,准确地描述雨水在沥青混凝土饱和渗流规律,用数字图像方法建立了7种不同孔隙率的沥青混凝土数字模型,利用多松弛时间格子Boltzmann法模拟了雨水在重力作用下在沥青混凝土渗流过程,发现孔隙率... 为了细观地研究水对沥青混凝土耐久性的影响,准确地描述雨水在沥青混凝土饱和渗流规律,用数字图像方法建立了7种不同孔隙率的沥青混凝土数字模型,利用多松弛时间格子Boltzmann法模拟了雨水在重力作用下在沥青混凝土渗流过程,发现孔隙率约为14.9%时x方向渗透速度突然增大;y方向渗透速度与孔隙率相关性较差;随着孔隙率增大,模型的孔隙通道复杂性越小;孔隙率约为15.6%时x方向渗透系数和y方向渗透系数突增,x方向渗透系数比y方向渗透系数约大2倍。因此,多松弛时间格子Boltzmann法可细观地描述雨水在沥青混凝土孔隙中渗流规律。 展开更多
关键词 雨水 沥青混凝土数字模型 饱和渗流 多松弛时间格子Boltzmann法
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多松弛时间格子Boltzmann方法的黏滞吸收边界
3
作者 姜春涛 周辉 +2 位作者 夏木明 唐瑾璇 王颖 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1030-1038,I0010,I0011,共11页
当介质的几何结构复杂或者内部存在强物性界面时,传统的地震波正演模拟方法的计算结果往往难以满足实际精细波场计算的要求。多松弛时间格子Boltzmann方法(MRT-LBM)是一种新兴数值模拟方法,具有稳定性好、计算精度高、边界处理灵活等优... 当介质的几何结构复杂或者内部存在强物性界面时,传统的地震波正演模拟方法的计算结果往往难以满足实际精细波场计算的要求。多松弛时间格子Boltzmann方法(MRT-LBM)是一种新兴数值模拟方法,具有稳定性好、计算精度高、边界处理灵活等优点。针对MRT-LBM数值模拟时面临的人工截断边界,提出了一种基于多松弛参数的黏滞吸收边界方案。由于边界反射的压制效果对衰减参数很敏感,因此通过大量数值模拟实验选择了最优参数组合,获得了适用性强的吸收边界条件。该吸收边界条件的算法简单,且可扩展性强。最后应用均匀模型和简单非均质模型验证了其吸收效果,并用复杂的BP模型验证了其适用性。 展开更多
关键词 波场模拟 多松弛时间格子Boltzmann方法(MRT-LBM) 衰减参数 组合优化 多松弛参数 黏滞吸收边界
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基于循环神经网络的棒束通道流动参数实时计算方法研究
4
作者 李翔宇 解衡 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第7期1386-1396,共11页
针对深度学习求解物理场方程时存在的算法不可解释性,训练模型时所需数据量大、训练时间长,且不能随意修改模型边界条件等问题,本文设计了一个可用于实时计算棒束通道内流速分布的循环神经网络(recurrent neural network,RNN)。该算法以... 针对深度学习求解物理场方程时存在的算法不可解释性,训练模型时所需数据量大、训练时间长,且不能随意修改模型边界条件等问题,本文设计了一个可用于实时计算棒束通道内流速分布的循环神经网络(recurrent neural network,RNN)。该算法以RNN作为基本结构,利用多松弛时间-格子玻尔兹曼方法(multiple relaxation time-lattice Boltzmann method,MRT-LBM)构造RNN的计算单元,利用浸入法和特征线法确定神经元的结构和数量,并利用顶盖驱动流模型、5×5棒束通道仿真计算和PIV测量结果验证算法的有效性。计算结果表明,RNN在计算上述两个模型的无量纲化流速分布时,与MRT-LBM和商业CFD软件相比,残差约为0.1,残差较模型入口处的流速小1个数量级。RNN在计算棒束通道截面的无量纲化流速时,消耗的计算时间约为0.005~0.03 s,仅为MRT-LBM的1/6~1/3,且计算结果基本与PIV的测量结果相符合。同时RNN所有的计算过程都有物理方程对应,因此RNN可以在保证计算精度的前提下极大提升计算速度,且具有可解释性。RNN可为反应堆数字孪生系统提供实时模拟流动参数的计算方法,进一步提升数字孪生系统对现实环境的模拟能力。 展开更多
关键词 反应堆数字孪生系统 棒束通道 深度学习 循环神经网络 多松弛时间-格子玻尔兹曼方法
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三角形布置圆柱体群绕流特性与流动机理研究
5
作者 涂佳黄 吕海宇 +1 位作者 胡刚 王贯宇 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期354-367,共14页
基于浸没边界-多松弛-格子玻尔兹曼方法,对Re=100时等边三角形布置三圆柱体群绕流问题进行数值模拟,分析间距比(Kd)与来流角度(α)两个关键参数对流体力系数及流场特性的影响,揭示其流动机理。计算结果表明:不同流场下尾流模式分为单漩... 基于浸没边界-多松弛-格子玻尔兹曼方法,对Re=100时等边三角形布置三圆柱体群绕流问题进行数值模拟,分析间距比(Kd)与来流角度(α)两个关键参数对流体力系数及流场特性的影响,揭示其流动机理。计算结果表明:不同流场下尾流模式分为单漩涡、单漩涡体向双漩涡过渡、不规则的双漩涡、规则的双漩涡、双漩涡向三漩涡过渡、不规则的三漩涡和规则的三漩涡模式,在α=30°时流场下游涡街更加规则,尾流模式转变更快。三圆柱所受的时均流体力系数受间隙流流速影响较大,各来流角度下随间距比(除小间距比外)的变化趋势基本一致,尾流模式转变会导致三圆柱群的流体力系数均方根值发生显著变化,在Kd≥3.5后上游圆柱流体力系数均方根值有较大起伏。除α=0°工况外,在Kd≥2.5后中游圆柱的涡脱落频率受α和Kd影响较小,数值相对稳定。 展开更多
关键词 浸没边界-多松弛-格子玻尔兹曼方法 等边三角形布置 尾流模式 流体力系数 流动机理
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基于添加粘度抵消项的MRT-LBM对高雷诺数流态的研究
6
作者 张宗宁 张巧玲 +1 位作者 景何仿 沈启霞 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2024年第5期1216-1229,共14页
该文探究了添加粘度抵消方法(viscosity counteracting,VC)的多松弛格子玻尔兹曼方法(multiple-relaxation-time lattice Boltzmann method,MRT-LBM),即MRT-VC方法可以模拟的最大雷诺数.首先,模拟了经典二维顶盖驱动方腔流来验证模型的... 该文探究了添加粘度抵消方法(viscosity counteracting,VC)的多松弛格子玻尔兹曼方法(multiple-relaxation-time lattice Boltzmann method,MRT-LBM),即MRT-VC方法可以模拟的最大雷诺数.首先,模拟了经典二维顶盖驱动方腔流来验证模型的准确性,重点分析了雷诺数为5430和7000的流场,并分析了方腔流流场、涡心坐标、轴向速度和速度空间图谱.其次,随着模拟雷诺数的增大,流场内旋涡的数目逐渐增加,且流动依次呈现出稳定流、周期流、不完全混沌流、混沌流等状态.从稳定流到周期流的临界跃迁雷诺数在10000-12500之间,周期流到不完全混沌态流的临界跃迁雷诺数在45000-50000之间,不完全混沌态流到混沌流的临界跃迁雷诺数在95000-100000之间. 展开更多
关键词 多松弛时间格子玻尔兹曼方法 粘度抵消方法 高雷诺数流 临界跃迁雷诺数
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倾斜多孔方腔内自然对流非正交MRT-LB数值模拟 被引量：1
7
作者 李培生 李伟 +2 位作者 张莹 孙金丛 王昭太 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期9-17,共9页
建立了倾斜多孔方腔自然对流的非正交多松弛系数格子Boltzmann(MRT-LB)模型,选取典型热流动问题分析了非正交转换矩阵的MRT-LB模型数值稳定性和运算效率,并对倾斜多孔方腔内自然对流现象进行了模拟研究,讨论了孔隙度ε(ε=0.4,0.6,0.9)... 建立了倾斜多孔方腔自然对流的非正交多松弛系数格子Boltzmann(MRT-LB)模型,选取典型热流动问题分析了非正交转换矩阵的MRT-LB模型数值稳定性和运算效率,并对倾斜多孔方腔内自然对流现象进行了模拟研究,讨论了孔隙度ε(ε=0.4,0.6,0.9)、倾角θ(-180°≤θ≤180°)、Rayleigh数(10~4≤Ra≤10~7)及Darcy数(Da=10^(-4),10^(-2))等参数对流动传热的影响.结果表明:非正交转换矩阵的MRT-LB模型具有更好的数值稳定性和收敛速度;倾斜多孔方腔高温壁面上平均Nusselt数随倾角变化呈M型分布;Ra数、Da数增大使得Nusselt数最大值所对应的倾斜角度θ_(max)呈滞后规律;低Ra数时Nusselt数曲线出现不连续变化现象.最后通过曲线拟合得到Nusselt数与Ra*(Ra*=DaRa)数的幂函数关系式. 展开更多
关键词 多松弛格子 Boltzmann模型 倾斜多孔方腔 自然对流 数值稳定性
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粗糙多孔腔体自然对流的非正交MRT-LB数值模拟
8
作者 李伟 李培生 +2 位作者 张莹 孙金丛 王昭太 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期810-816,共7页
基于非正交多松弛系数格子Boltzmann(MRT-LB)方法建立了适用于多孔方腔自然对流计算模型,选取典型热流动问题分析了非正交转换矩阵的MRT-LB模型数值准确性和运算效率,布置两种粗糙多孔方腔模型进行研究。讨论了Rayleigh数、粗糙单元个数... 基于非正交多松弛系数格子Boltzmann(MRT-LB)方法建立了适用于多孔方腔自然对流计算模型,选取典型热流动问题分析了非正交转换矩阵的MRT-LB模型数值准确性和运算效率,布置两种粗糙多孔方腔模型进行研究。讨论了Rayleigh数、粗糙单元个数n、粗糙单元横纵比A等参数对方腔内流动传热的影响,同时给出了各个参数条件下腔内流场与温度场分布。结果表明,非正交MRT-LB模型具有很好的数值准确性和收敛速度,布置粗糙单元使得壁面处流线等温线发生变形,增大粗糙元单元个数n或横纵比A均会恶化方腔传热。 展开更多
关键词 多松弛格子Boltzmann模型 多孔方腔 自然对流 表面粗糙度 数值稳定性
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含内热源的多孔方腔自然对流非正交MRT-LBM模拟
9
作者 张莹 包进 +3 位作者 过海龙 连小龙 黄逸宸 李培生 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期241-251,共11页
为了增强多孔方腔内流体流动与传热效果,采用非正交多松弛格子Boltzmann方法(MRT-LBM)对含有内热源的多孔方腔自然对流传热现象进行了数值模拟。研究了不同冷源布置方案(Scheme A^Scheme F)、内热源结构形式(Case 1、Case 2、Case 3)、... 为了增强多孔方腔内流体流动与传热效果,采用非正交多松弛格子Boltzmann方法(MRT-LBM)对含有内热源的多孔方腔自然对流传热现象进行了数值模拟。研究了不同冷源布置方案(Scheme A^Scheme F)、内热源结构形式(Case 1、Case 2、Case 3)、内热源位置(a、b)、Darcy数、Rayleigh数等对多孔方腔内流体流动与传热的影响。计算结果表明:冷源布置方案对腔内流体流动与传热具有重要影响,当冷源左右对称布置时,腔内温度场及流场亦对称分布;在高Rayleigh数下采用Scheme A的双上部冷源布置方案能明显提高腔内的传热强度;内热源的形状对腔内对流传热影响很大,高Rayleigh数下,Case 3的布置方式更好。内热源的位置a和b对腔内的传热影响明显,提出了热壁面平均Nusselt数与位置a的拟合关系式,存在最佳的位置a(a=0.25),使得腔内的对流传热最强;热壁面平均Nusselt数亦随b值变化表现出特定的变化规律。随着b值的增加,热壁面平均Nusselt数呈现先增后减再增的趋势。 展开更多
关键词 多松弛(MRT)格子 Boltzmann模型 内热源 自然对流 多孔方腔
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水泥3D打印喷头中浆体的流动分析 被引量：2
10
作者 高阳 方成刚 蒋贤辉 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期420-426,共7页
针对水泥浆体在流经水泥3D打印样机喷头结构时沾黏、流动性差的问题,提出一种基于多松弛参数格子玻尔兹曼方法(MRT-LBM)的模型,研究幂律流体在单螺杆机构中的流动特性.采用MRT-LBM修正模型,对水泥浆体在喷头中的流动情况进行数值模拟,... 针对水泥浆体在流经水泥3D打印样机喷头结构时沾黏、流动性差的问题,提出一种基于多松弛参数格子玻尔兹曼方法(MRT-LBM)的模型,研究幂律流体在单螺杆机构中的流动特性.采用MRT-LBM修正模型,对水泥浆体在喷头中的流动情况进行数值模拟,得到水泥浆体在喷头装置内不同位置处的速度分布情况,为水泥3D打印喷头结构提出改进方案.通过已有理论解的泊肃叶流对修正后的MRT-LBM模型进行详细论述,并将解析解与MRT-LBM修正模型得到的结果进行对比,验证分段幂律模型的可行性.最后,改变晶格节点的数量(10～500),计算实验结果与理论结果的相对误差,结果表明修正后的MRT-LBM模型是稳定的. 展开更多
关键词 幂律流体 多松弛参数格子玻尔兹曼方法(MRT-LBM) 水泥3D打印喷头 泊肃叶流 分段幂律模型
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