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声波衰减的格子-Boltzmann方法模拟 被引量:11
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作者 王勇 何雅玲 +2 位作者 刘迎文 黄竞 童长青 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期5-8,共4页
采用格子-Boltzmann方法分别模拟了一维及二维通道内平面声波的衰减过程.模拟中,声源给定速度及密度,出口采用出口边界条件.一维模型下,y方向采用周期性边界条件;二维模型下,y方向采用无滑移边界条件.模拟结果表明:在介质黏性以及壁面摩... 采用格子-Boltzmann方法分别模拟了一维及二维通道内平面声波的衰减过程.模拟中,声源给定速度及密度,出口采用出口边界条件.一维模型下,y方向采用周期性边界条件;二维模型下,y方向采用无滑移边界条件.模拟结果表明:在介质黏性以及壁面摩擦(仅二维)的作用下,声波沿着传播方向逐渐衰减,速度振幅及密度振幅越来越小,压力梯度呈负指数形式减小;随着波长的增大或介质黏度的减小,声波的衰减减缓,压力梯度越小.模拟获得的速度分布、压力梯度分布以及衰减系数与理论值吻合良好.最后,给出了声源的激发声压级. 展开更多
关键词 格子-boltzmann 声波 衰减
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封闭方腔自然对流的格子-Boltzmann方法动态模拟 被引量:9
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作者 童长青 何雅玲 +1 位作者 王勇 刘迎文 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期32-36,共5页
以压力分布函数和内能密度分布函数为基本演化变量,构建了一个新的不可压缩的双分布函数热格子-Boltzmann模型.对封闭方腔内自然对流进行数值分析的结果表明,该模型可以克服原模型的可压缩效应,并在一定程度上提高了计算结果的数值精度... 以压力分布函数和内能密度分布函数为基本演化变量,构建了一个新的不可压缩的双分布函数热格子-Boltzmann模型.对封闭方腔内自然对流进行数值分析的结果表明,该模型可以克服原模型的可压缩效应,并在一定程度上提高了计算结果的数值精度.以此模型动态模拟封闭方腔自然对流的形成和演化过程的结果表明:Ra越大,流场的演化越复杂,稳定状态下方腔内涡的数量越多,高低温壁面附近的换热越强烈,压强逐渐呈现出中心低,上、下壁面附近高的对称分布. 展开更多
关键词 格子-boltzmann 自然对流 动态模拟
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毛细管内多相脉动流动的格子-Boltzmann模拟 被引量:3
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作者 马强 张莹 +2 位作者 曾建邦 韩婧潇 贾国瑞 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期3101-3108,共8页
基于伪势模型理论,建立毛细管内汽液两相工质脉动流动的等温格子-Boltzmann模型。将利用该模型取得的静态液滴形态以及表面张力、大空间和窄空间内气泡浮升运动时的形态模拟结果与文献的研究结果进行对比,验证了模型的可靠性。对毛细管... 基于伪势模型理论,建立毛细管内汽液两相工质脉动流动的等温格子-Boltzmann模型。将利用该模型取得的静态液滴形态以及表面张力、大空间和窄空间内气泡浮升运动时的形态模拟结果与文献的研究结果进行对比,验证了模型的可靠性。对毛细管内泡状流和柱塞流两种流型在边界正弦压力波作用下绝热脉动流动情况进行了数值模拟。通过模拟研究了毛细管内不同压力波振幅下液相Reynolds数和气泡位移幅度周期性变化规律;获得了汽液界面形态在脉动过程中的变化;观察到在边界液相速度方向发生改变时,边界附近区域的Reynolds数振荡现象;分析了重力对脉动运动过程的影响。模拟结果为分析以毛细管为主要构件的脉动热管内汽液两相工质的工作过程提供了一定依据。 展开更多
关键词 格子-boltzmann脉动热管 毛细管 脉动流动 多相流
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格子-Boltzmann方法模拟霜结晶生长 被引量:6
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作者 龚建英 孙金绢 李国君 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期10-13,28,共5页
为了研究冷壁面上霜结晶的生长过程以及各参数的变化规律,利用格子-Boltzmann方法(LBM)方法,建立一个二维介观模型,实验验证了模型的可靠性,分析了霜层温度变化和密度增长规律,并直观模拟出霜结晶凝聚变化过程。结果表明:霜层表面温度... 为了研究冷壁面上霜结晶的生长过程以及各参数的变化规律,利用格子-Boltzmann方法(LBM)方法,建立一个二维介观模型,实验验证了模型的可靠性,分析了霜层温度变化和密度增长规律,并直观模拟出霜结晶凝聚变化过程。结果表明:霜层表面温度在早期阶段迅速增加,但增加率随着结霜时间增加而减小;霜层内部温度随霜层厚度的增加呈线性增长;霜层平均密度随结霜时间增加呈现出先慢后快的规律;随着结霜过程的进行,由于越往上,霜晶体积分数越小,导致霜层内部密度随霜层厚度的上升而减小。 展开更多
关键词 格子-boltzmann方法 冷壁面 霜结晶
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二维管道内交变流动的格子-Boltzmann方法模拟研究 被引量:3
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作者 王勇 何雅玲 +1 位作者 唐桂华 陶文铨 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期14-17,共4页
采用格子-Boltzmann方法(LBM)对二维管道内不可压缩交变流动———Womersley流的流动与换热进行了数值模拟研究.结果表明:管道内压力梯度呈周期性变化,在周期较小时,管道的绝大部分区域速度分布相当平坦,在靠近壁面附近出现了速度的峰值... 采用格子-Boltzmann方法(LBM)对二维管道内不可压缩交变流动———Womersley流的流动与换热进行了数值模拟研究.结果表明:管道内压力梯度呈周期性变化,在周期较小时,管道的绝大部分区域速度分布相当平坦,在靠近壁面附近出现了速度的峰值,且靠近壁面处速度变化剧烈;在周期较大时,速度分布近似于抛物线,管道中心速度总大于壁面附近速度,且不同周期下的模拟结果与解析解都吻合得很好.另外,当速度交变时,温度表现为波动变化.速度与温度的相位差、温度的分布特性、温度的波动特性等都与压力梯度交变周期及幅值有关.研究结果表明,LBM可以用于交变流动的模拟.鉴于LBM的众多优点,该方法有望成为求解复杂流动与换热的一种有效的数值模拟手段. 展开更多
关键词 格子-boltzmann交变流动 换热 数值模拟
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微通道气体流动的格子-Boltzmann法模拟 被引量:2
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作者 马斌 雷树业 +1 位作者 郝锦志 卢秋敏 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2003年第2期20-24,共5页
格子-Boltzmann方法的迅速发展为计算流体力学提供了一种强有力的工具.结合"贴壁层"的理论对格子-Boltzmann方程在微槽道流动中的应用进行探索,对Kn数跨越速度滑移区和过渡区的若3个微通道中的气体流体进行了模拟,给出了通道... 格子-Boltzmann方法的迅速发展为计算流体力学提供了一种强有力的工具.结合"贴壁层"的理论对格子-Boltzmann方程在微槽道流动中的应用进行探索,对Kn数跨越速度滑移区和过渡区的若3个微通道中的气体流体进行了模拟,给出了通道内速度、压力、局部阻力系数的变化曲线,并和同条件下用不考虑滑移的计算结果和文献给出的理论结果进行了对比,结果表明和文献给出的理论结果吻合得很好. 展开更多
关键词 微通道流动 气体流动 格子-boltzmann 计算流体力学模拟 速度 压力 局部阻力系数
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颗粒-流体密度比对两相流动不稳定性影响的格子-Boltzmann方法模拟
7
作者 刘国栋 YIN Xiaolong +2 位作者 王帅 陆慧林 张亚男 《中国科学院大学学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2017年第2期198-203,共6页
采用格子-Boltzmann方法模拟周期性边界计算域内的颗粒流化。计算采用的流化系统Archimedes数为1 432,对应于颗粒终端Reynolds数为30。研究模拟颗粒浓度为25%,颗粒-流体密度比为2~1 000时,密度比对流体-颗粒流动不稳定性的影响。密度比... 采用格子-Boltzmann方法模拟周期性边界计算域内的颗粒流化。计算采用的流化系统Archimedes数为1 432,对应于颗粒终端Reynolds数为30。研究模拟颗粒浓度为25%,颗粒-流体密度比为2~1 000时,密度比对流体-颗粒流动不稳定性的影响。密度比的范围对应由液固到气固的两相流动。颗粒与颗粒之间的碰撞采用弹性碰撞。研究获得颗粒平均速度、速度方差、偏度及峰度随密度比变化的规律。结合结构因子的分析,因密度比变化使颗粒-流体流动由稳定转变为不稳定的过程中颗粒速度特性变化与聚团形成的关系被确定,也确定了不稳定流动产生时所对应的密度比范围。 展开更多
关键词 格子-boltzmann方法 颗粒-流体密度比 流动不稳定性
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低温回热制冷机内交变流动与换热的格子-Boltzmann方法模拟
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作者 戴群特 杨鲁伟 常心洁 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期8-12,43,共6页
采用格子-Boltzmann方法(LBM)分别通过对二维通道及多孔介质内交变流动与换热进行了数值模拟,以研究低温回热制冷机中脉冲管内及回热器内交变流动与换热规律。结果表明:二维通道交变流动结果与解析解吻合得很好。当交变流动数较大时,出... 采用格子-Boltzmann方法(LBM)分别通过对二维通道及多孔介质内交变流动与换热进行了数值模拟,以研究低温回热制冷机中脉冲管内及回热器内交变流动与换热规律。结果表明:二维通道交变流动结果与解析解吻合得很好。当交变流动数较大时,出现速度环形效应,温度表现为周期波动变化。多孔介质内各点速度总体均呈现交替波动变化,但振幅各不相同。固相处速度为零,而固相间的缝隙处出现速度峰值,且各缝隙处振幅峰值沿y轴分布较为均衡。温度分布的轮廓图与二维空通道内相一致。多孔介质出口界面速度、压力和温度的平均值呈规律的交替波动变化。多孔介质中心界面处,速度、压力、温度的平均值分布总体依旧保持类正弦形状的波动变化,但压力和温度均出现了不同程度的非连续跳跃。 展开更多
关键词 多孔介质 格子BOLTZMANN 方法 交变流动 回热器
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基于格子Boltzmann法的柱群布置对污染物分布影响研究 被引量:1
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作者 夏鹏飞 杜海川 +1 位作者 杜璇 曹德生 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期118-124,133,共8页
在河流、渠道和湖泊等浅水流环境中,污染物的输运现象广泛存在。为了保护水生态环境,研究污染物在这些环境中的分布规律具有重要意义。采用基于D2Q16模型的格子Boltzmann方法(LBM)模拟浅水流动,并利用D2Q5模型对污染物扩散过程进行模拟... 在河流、渠道和湖泊等浅水流环境中,污染物的输运现象广泛存在。为了保护水生态环境,研究污染物在这些环境中的分布规律具有重要意义。采用基于D2Q16模型的格子Boltzmann方法(LBM)模拟浅水流动,并利用D2Q5模型对污染物扩散过程进行模拟,探讨了圆柱群不同间距比、不同布置形式以及水流流速对柱后污染物分布的影响。结果表明:圆柱间距比对于柱后污染物浓度分布的影响较大,当进口流速一定时,随着圆柱间距比的增大,柱后各横断面的污染物分布更加集中,当圆柱间距比L/D为1.0时,各横断面的污染物浓度极值均大于其他圆柱间距比下的污染物浓度极值;当圆柱间距比一定时,随着进口流速的增大,柱后各断面污染物浓度的极值总体上呈现不断下降的趋势;柱群布置形式对于柱后污染物的分布影响较大,正方形布置形式相比于梅花形、梯形和菱形柱后同位置横断面的污染物浓度更小。 展开更多
关键词 污染物分布 污染物浓度 柱群 格子Boltzmann法 浅水方程 数值模拟
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基于格子玻尔兹曼方法的包围距离对液力变矩器搅油损失影响研究 被引量:1
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作者 张金豹 胡铮 +2 位作者 张金乐 柳泓蛰 邹天刚 《机械设计》 北大核心 2025年第3期48-55,共8页
为减小综合传动装置中液力变矩器的搅油损失,文中通过格子玻尔兹曼方法(LBM)对某型号液力变矩器的不同包围距离进行了多相流场仿真。首先通过液力变矩器搅油损失试验对基于格子玻尔兹曼方法的搅油损失仿真结果进行验证,然后设计仿真方... 为减小综合传动装置中液力变矩器的搅油损失,文中通过格子玻尔兹曼方法(LBM)对某型号液力变矩器的不同包围距离进行了多相流场仿真。首先通过液力变矩器搅油损失试验对基于格子玻尔兹曼方法的搅油损失仿真结果进行验证,然后设计仿真方案并进行仿真试验,得到不同轴向和径向包围距离下的液力变矩器搅油损失。由仿真结果可知:相比轴向距离,径向距离对液力变矩器搅油损失的影响更大;随径向距离的增大,搅油损失呈浴盆状曲线分布。最后根据上述结论得出液力变矩器包围距离的设计准则,该准则能够为旋转件周围结构的距离提供优化设计,以及综合传动装置效率提升提供有效支撑。 展开更多
关键词 液力变矩器 搅油损失 包围距离 格子玻尔兹曼方法 多相流场仿真 优化设计
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相场格子Boltzmann方法模拟载表面活性剂液滴的剪切动态行为
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作者 陈涛 姚丽萍 +2 位作者 张良奇 曾忠 谢守勇 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第4期12-28,共17页
表面活性剂可以降低流体界面的表面张力,显著改变固体表面的润湿特性,在工业生产中被广泛使用。为探究载表面活性剂液滴在固体表面上的运动特性,基于Cahn-Hilliard相场格子玻尔兹曼方法,引入由实验得出的考虑三相接触线移动速度的Yokoi... 表面活性剂可以降低流体界面的表面张力,显著改变固体表面的润湿特性,在工业生产中被广泛使用。为探究载表面活性剂液滴在固体表面上的运动特性,基于Cahn-Hilliard相场格子玻尔兹曼方法,引入由实验得出的考虑三相接触线移动速度的Yokoi动态接触角模型,建立了一种考虑可溶性表面活性剂流动的移动接触线模型。根据控制方程独立开发计算程序,并采用并行化处理提高计算效率。在此基础上,研究了线性剪切作用下液滴的动态过程,分析了有效毛细数Ca_(e)和固体表面润湿性对纯净液滴和载表面活性剂液滴变形的影响规律。结果表明:有效毛细数Ca_(e)增大会促进液滴变形,当其增大到一定程度时液滴会产生破裂,载表面活性剂液滴相对于纯净液滴有更大的变形量和移动速度。当液滴附着于亲水性固体表面时,在相同剪切作用下,载活性剂液滴相对于纯净液滴有更长的相对弧长和相对润湿长度;且液滴在亲水表面比其在中性表面变形的相对弧长和相对润湿长度值亦更大。而当液滴附着于疏水性固体表面时,液滴则会在剪切作用下脱离固体表面;在相同的毛细数下,载表面活性剂液滴相对于纯净液滴先脱离固体表面且移动速度更快。研究结果表明可溶性表面活性剂的存在会对液滴剪切运动和变形产生较大影响,可以促进液滴变形,增大液滴移动速度。本文的数值方法可用于计算载有可溶性活性剂液滴的移动接触线问题。 展开更多
关键词 相场法 格子玻尔兹曼方法 可溶性表面活性剂 剪切 液滴
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微通道内声传播格子Boltzmann建模及其特性研究
12
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方法的吸热反应双颗粒沉降模拟
13
作者 宋祎祺 李雪 +1 位作者 叶茂 刘中民 《化工进展》 北大核心 2025年第5期2984-2996,共13页
双颗粒沉降问题是研究颗粒两相流系统流体力学行为的经典算例。为探究反应过程中热对流的影响,本文采用浸入边界-格子Boltzmann方法对耦合化学反应的催化剂双颗粒沉降过程进行了直接数值模拟,研究中低格拉晓夫数Gr下吸热反应对颗粒-流... 双颗粒沉降问题是研究颗粒两相流系统流体力学行为的经典算例。为探究反应过程中热对流的影响,本文采用浸入边界-格子Boltzmann方法对耦合化学反应的催化剂双颗粒沉降过程进行了直接数值模拟,研究中低格拉晓夫数Gr下吸热反应对颗粒-流体间相互作用和颗粒运动行为的影响。结果表明,反应颗粒的沉降运动受颗粒雷诺数Re、Gr和达姆科勒数Da的协同影响。由于热流体中发生吸热反应的颗粒所受热浮力与重力方向一致,随着Gr的增加,颗粒沉降速度增加,两颗粒出现横向振荡行为,并在热对流的作用下相互远离。根据颗粒Re的大小,颗粒运动模式可以分为三个阶段,随着Re的增大,热对流的影响逐渐减弱,颗粒惯性作用占主导。Da主要影响颗粒周围的热对流,当颗粒表面发生快速反应时,颗粒周围流体温度梯度增大,颗粒-颗粒间相互作用增强。 展开更多
关键词 浸入边界格子Boltzmann方法 流体动力学 颗粒流 传热
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基于相场格子Boltzmann方法的相间传质模拟
14
作者 崔嘉 秦妍 +3 位作者 董波 周训 张雅瑾 李维仲 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期271-277,共7页
相间传质在科学、工程和技术领域广泛存在。为了研究静态和动态情况下不混溶两相之间的相间传质过程,本文将连续组分传输模型与相场格子玻尔兹曼方法结合,构建了一个适用于模拟具有大密度比两相流系统相间传质过程的格子Boltzmann多相... 相间传质在科学、工程和技术领域广泛存在。为了研究静态和动态情况下不混溶两相之间的相间传质过程,本文将连续组分传输模型与相场格子玻尔兹曼方法结合,构建了一个适用于模拟具有大密度比两相流系统相间传质过程的格子Boltzmann多相模型。该模型通过在碰撞过程引入源项和相界面处引入传质通量,保证相界面上的通量连续性。随后通过模拟静止相界面传质问题和毛细管驱替与传质过程验证了传质模型的正确性。和现有模型相比,本文提出的模型在模拟相间传质过程中可以保证相界面传质通量具有较高的精度。随后,本文模拟了多孔介质内相间传质过程,并对多孔介质内两相传质通量的变化原因和影响因素进行深入研究。研究结果表明,根据相界面传质通量的变化可以将多孔介质中相间传质过程划分为两个阶段。第一阶段相界面总传质通量随界面处浓度梯度迅速减小;第二阶段的总传质通量曲线与单位相界面速度曲线的变化趋势高度一致。 展开更多
关键词 相间传质 两相流 格子玻尔兹曼方法 相场模型 多孔介质
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基于帐篷映射的交叉耦合映象格子系统性能分析
15
作者 徐浩强 刘建东 钟鸣 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第2期374-380,390,共8页
交叉耦合映象格子系统具有“回返扩散”的特殊时空行为,该行为提高了系统的复杂度,可用于设计序列密码并用于数据加密,具有极高的密码学应用价值。采用帐篷映射作为交叉耦合映象格子系统的非线性函数,从不变分布特性、相空间结构、Lyapu... 交叉耦合映象格子系统具有“回返扩散”的特殊时空行为,该行为提高了系统的复杂度,可用于设计序列密码并用于数据加密,具有极高的密码学应用价值。采用帐篷映射作为交叉耦合映象格子系统的非线性函数,从不变分布特性、相空间结构、Lyapunov指数、近似熵等方面详细讨论“回返扩散”带来的特殊时空行为,并对系统产生的混沌序列进行差值分布特性、相关特性及均衡度分析。确定出系统参数与时空行为间存在的关系,为系统密码设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 时空混沌 交叉耦合映象格子 帐篷映射 时空行为 序列 密码
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基于格子玻尔兹曼方法的功率模块自动布局优化
16
作者 回晓双 宁圃奇 崔健 《电源学报》 北大核心 2025年第1期236-242,共7页
针对在传统的功率模块自动布局优化算法中,方案的电气评估效率低、占用大量计算时间的问题,提出利用格子波尔兹曼方法LBM(lattice Boltzmann method)代替传统评估方法,由于LBM不需要进行多个可逆矩阵的求解,可以更快地进行电气互连合理... 针对在传统的功率模块自动布局优化算法中,方案的电气评估效率低、占用大量计算时间的问题,提出利用格子波尔兹曼方法LBM(lattice Boltzmann method)代替传统评估方法,由于LBM不需要进行多个可逆矩阵的求解,可以更快地进行电气互连合理性判断及电压/电流计算。首先,在基于遗传算法自动布局设计程序的基础上,采用D2Q4格子类型建立二维布局评估方法;然后,通过ANSYS Q3D软件仿真验证了布局方案评估结果的准确性;最后,在Python3.10环境中进行对比测试,结果表明LBM平均缩短了75.4%的方案电气评估总时间,且评估方案中回路数量越多,LBM的计算优势越大。 展开更多
关键词 功率模块 遗传算法 格子波尔兹曼方法 阻抗评估
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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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方幂好格子点法在车-桥系统随机动力分析的应用
18
作者 周子骥 张楠 严国兵 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第2期524-532,共9页
针对难以精确选取具有代表性的超高维随机相位角问题,采用方幂好格子点法生成代表性轨道不平顺样本,并将该样本作用于车-桥系统,得到轮轨力的均值与标准差;然后,通过对比虚拟激励法、确定性时程法和蒙特卡洛法的计算结果来探究该方法的... 针对难以精确选取具有代表性的超高维随机相位角问题,采用方幂好格子点法生成代表性轨道不平顺样本,并将该样本作用于车-桥系统,得到轮轨力的均值与标准差;然后,通过对比虚拟激励法、确定性时程法和蒙特卡洛法的计算结果来探究该方法的计算精度与计算效率;最后,采用线性与非线性轮轨接触关系研究考虑列车日运营量的脱轨系数阈值.以和谐号通过桥梁为例,计算结果表明:与蒙特卡洛法相比,采用方幂好格子点法生成不同方向的轨道不平顺样本之间的均匀性较好;方幂好格子点法求得的随机动力响应的概率特征参数与其他方法相比,具有较高的计算精度,其计算效率较蒙特卡洛法提高了近5倍;分别采用线性与非线性轮轨接触关系时所得的脱轨系数阈值相差达4.68%,方幂好格子点法具有较广泛适用性. 展开更多
关键词 车-桥系统 方幂好格子点法 均值与标准差 脱轨系阈值 非线性轮轨接触
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基于格子玻耳兹曼的油浸式变压器瞬态温升模拟与负载能力评估
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作者 于文旭 关向雨 +2 位作者 赵俊义 涂嘉毅 赖泽楷 《电工技术学报》 北大核心 2025年第10期3315-3325,共11页
现场变负荷运行条件下的油浸式变压器动态载荷(DTR)和热寿命损失与设备的瞬态温升密切相关。该文提出了一种耦合电网络的格子玻耳兹曼(LBM)物理在环仿真模型,实现对电网络约束下的DTR实时评估。采用D2Q9模型对流体流动和热格子玻耳兹曼... 现场变负荷运行条件下的油浸式变压器动态载荷(DTR)和热寿命损失与设备的瞬态温升密切相关。该文提出了一种耦合电网络的格子玻耳兹曼(LBM)物理在环仿真模型,实现对电网络约束下的DTR实时评估。采用D2Q9模型对流体流动和热格子玻耳兹曼方程(LBEs)进行求解捕获变压器内部瞬态的油流和温升过程;在Simulink环境中采用等价电流源模型构建多级负载的电网络约束,并将建立的变压器LBM模型作为元件进行数值封装完成物理在环的仿真模型构建。与有限体积法(FVM)相比,所建立的模型热点温升的稳态和瞬态求解结果的误差分别为2.60%和6.44%,热点温升变化趋势与变压器负载导则吻合,验证了所提方法的有效性。基于该模型对恒定25℃、夏季和冬季典型环境温度变化下的油浸式变压器负载能力进行了评估,结果显示在相对绝缘寿命损失小于1的前提下,环境温度恒定25℃、夏季典型变化温度和冬季典型变化温度下最大的负载系数分别为1.20、1.10和1.60。所提出的基于LBM的仿真模型对油浸式变压器温升的实时监测、负载能力评估和动态增容提供了一种有效方法。 展开更多
关键词 油浸式变压器 动态变压器载荷 格子玻耳兹曼方法 相对绝缘寿命
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基于对流扩散系统的不可压Navier-Stokes方程的多分布正则化格子Boltzmann方法
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作者 赵勇 葛懿萱 +2 位作者 陈鑫梦 陈震宇 汪垒 《力学学报》 北大核心 2025年第7期1597-1610,共14页
不可压Navier-Stokes方程组在环境科学、生物医学和流体力学等众多科学领域都扮演着十分重要的角色.发展求解不可压Navier-Stokes方程组的稳定高效数值模拟方法具有重要的科学价值和实际意义.为此,提出了一种求解不可压Navier-Stokes方... 不可压Navier-Stokes方程组在环境科学、生物医学和流体力学等众多科学领域都扮演着十分重要的角色.发展求解不可压Navier-Stokes方程组的稳定高效数值模拟方法具有重要的科学价值和实际意义.为此,提出了一种求解不可压Navier-Stokes方程组的多分布正则化格子Boltzmann(MDF-RLB)模型.该模型的核心思想是将不可压Navier-Stokes方程组转换为一个耦合的对流扩散系统,并针对该系统进行正则化格子Boltzmann方法的建模,即为系统中的每一个对流扩散方程(CDE)构造一个分布函数的演化方程.接着,通过Chapman-Enskog分析证明了该模型能够准确恢复基于对流扩散系统的不可压Navier-Stokes方程组.此外,本文推导了利用分布函数的零阶矩和一阶矩直接计算速度和压力,以及利用非平衡态分布函数的一阶矩来局部计算速度梯度、速度散度、应变率张量、切应力和涡度的公式.最后,通过一系列的基准解算例:二维泊肃叶流、简化二维四辊轧机问题以及二维顶盖驱动方腔流验证了本模型和这些物理量的局部计算格式的有效性和准确性.通过数值测试发现本模型和我们所提出的一些物理量的局部格式在空间上具有二阶收敛速率.同时,与多分布多松弛的格子Boltzmann(MDF-MRTLB)模型相比,MDF-RLB模型在某些情况下模拟结果更精确,且MDF-RLB模型具有更高的计算效率,计算时间减少了7%以上. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 不可压Navier-Stokes方程组 对流扩散系统 多重分布函数 正则化
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