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悬浮颗粒运动的格子Boltzmann数值模拟 被引量：16
1
作者 吴锤结 周菊光 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期151-162,共12页
将固体颗粒的牛顿力学和格子Boltzmann方法相结合,研究不规则形状悬浮颗粒在流场中的运动。通过受力分析,精确求得其所受合力、合力矩、合力作用中心等。提出了跟随颗粒运动的动网格计算域技术和模拟悬浮颗粒转动运动的局部数组方法及Eu... 将固体颗粒的牛顿力学和格子Boltzmann方法相结合,研究不规则形状悬浮颗粒在流场中的运动。通过受力分析,精确求得其所受合力、合力矩、合力作用中心等。提出了跟随颗粒运动的动网格计算域技术和模拟悬浮颗粒转动运动的局部数组方法及Euler-Lagrange两套坐标技术。通过对椭圆颗粒运动的数值模拟和对照他人对矩形颗粒的研究,分析了其复杂运动规律,并提供了合理的物理解释。结果表明:运用格子Boltzmann方法和上述特殊技术可以得到与有限元方法相同的模拟精度,且具有计算速度快、对复杂形状边界处理方便灵活、程序简单及特别适合大规模并行计算等优点。 展开更多
关键词 悬浮颗粒运动 格子boltzmann数值模拟 动网格 NAVIER-STOKES方程 并行计算 Euler-Lagrange坐标技术 流体力学
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并列圆柱绕流的格子Boltzmann数值模拟 被引量：9
2
作者 聂德明 林建忠 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期644-648,736-737,共5页
采用非均匀不可压格子Boltzmann模型对低雷诺数下并列圆柱绕流进行了数值模拟,给出了数值计算结果,分析了间距g对圆柱尾流及升力、阻力的影响,并在此基础上得到了4种尾迹模式。此外,研究了流场的初始扰动对流动分岔现象的影响,发现在适... 采用非均匀不可压格子Boltzmann模型对低雷诺数下并列圆柱绕流进行了数值模拟,给出了数值计算结果,分析了间距g对圆柱尾流及升力、阻力的影响,并在此基础上得到了4种尾迹模式。此外,研究了流场的初始扰动对流动分岔现象的影响,发现在适当的扰动下可以很快得到同步同相的尾流。对Re=160和200下圆柱的升、阻力进行了对比,结果表明升力和阻力受间距g的影响大于雷诺数。 展开更多
关键词 圆柱 格子boltzmann 数值模拟
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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
3
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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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
4
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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基于多GPU的格子Boltzmann法对槽道湍流的直接数值模拟 被引量：3
5
作者 许丁 陈刚 +1 位作者 王娴 李跃明 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2013年第9期956-964,共9页
采用多GPU并行的格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method,LBM)对充分发展的槽道湍流进行了直接数值模拟.GPU(graphic processing unit)的数据并行单指令多线程(single-instruction multiple-thread,SIMT)特征与LBM完美的并行性相匹... 采用多GPU并行的格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method,LBM)对充分发展的槽道湍流进行了直接数值模拟.GPU(graphic processing unit)的数据并行单指令多线程(single-instruction multiple-thread,SIMT)特征与LBM完美的并行性相匹配,使得LBM求解器在GPU上运行获得了极高的性能,亦使得大规模DNS(direct numerical simulation)在桌面级计算机上进行成为可能.采用8个GPU,网格数目达到6.7×107,全场网格尺寸Δ+=1.41.模拟3×106个时间步长,用时仅24 h.另外,直接模拟结果无论是在平均流速或湍流统计量上均与Moser等的结果吻合得很好,这也证实了二阶精度的格子Boltzmann法直接模拟湍流的能力与有效性. 展开更多
关键词 格子boltzmann法 多GPU并行 槽道湍流 直接数值模拟(DNS)
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基于格子Boltzmann方法颗粒团聚物曳力系数的数值模拟及应用研究 被引量：1
6
作者 沈志恒 马宏文 +2 位作者 陆慧林 宋廷钰 李铮 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期544-550,共7页
应用气固两相流动的格子Boltzmann-离散颗粒运动模型,气体流动采用格子Boltzmann方法的D2Q9模型,固体颗粒运动采用牛顿第二运动定律计算,壁面采用具有二阶计算精度的半步长反弹边界条件,数值模拟了循环流化床提升管内颗粒团聚物的运动... 应用气固两相流动的格子Boltzmann-离散颗粒运动模型,气体流动采用格子Boltzmann方法的D2Q9模型,固体颗粒运动采用牛顿第二运动定律计算,壁面采用具有二阶计算精度的半步长反弹边界条件,数值模拟了循环流化床提升管内颗粒团聚物的运动过程。模拟结果表明,颗粒团聚物的气固相间曳力系数随颗粒团聚物的空隙率和雷诺数的增大而减小;拟合得到基于格子Boltzmann方法的气固相间曳力模型;采用基于格子Boltzmann方法的气固相间曳力模型的欧拉-欧拉双流体模型模拟循环流化床提升管内颗粒相密度和颗粒质量流量径向分布,模拟结果与实验结果很接近。 展开更多
关键词 提升管 格子boltzmann方法 曳力系数 颗粒团聚物 数值模拟
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基于微观形貌的逆偏析形成机理的数值模拟分析
7
作者 张宇 朱宝丰 +3 位作者 张士杰 张冰 张思雨 李日 《材料科学与工艺》 北大核心 2025年第1期31-40,共10页
铸件中逆偏析的存在会显著降低铸件的力学性能和切削加工性能,因此研究逆偏析的形成机理具有重要意义。采用微观尺度的元胞自动机(CA)耦合格子玻尔兹曼方法(LBM)的模型,以Al-4.7wt.%Cu合金为例,分别模拟了计算域的全域柱状晶凝固、柱状... 铸件中逆偏析的存在会显著降低铸件的力学性能和切削加工性能,因此研究逆偏析的形成机理具有重要意义。采用微观尺度的元胞自动机(CA)耦合格子玻尔兹曼方法(LBM)的模型,以Al-4.7wt.%Cu合金为例,分别模拟了计算域的全域柱状晶凝固、柱状晶向等轴晶转变(CET)的凝固和全域等轴晶凝固,并且分析了逆偏析的形成机理。研究发现,计算域边界较低的温度以及柱状晶发达的二次枝晶对含有溶质的熔体的分割阻碍是逆偏析形成的主要原因。计算域边界降温速度越快,逆偏析程度就越大;柱状晶对含有溶质的熔体的分割阻碍作用比中心等轴晶要大,凝固组织全部为柱状晶时,逆偏析最为严重,凝固组织同时含有柱状晶和等轴晶时,逆偏析次之,凝固组织全部为等轴晶时逆偏析最轻。计算域中心溶液受重力影响沿流场流向计算域底部的枝晶间隙,使计算域底部逆偏析程度大于其他部分。在铸锭凝固过程中可以考虑增加机械或者电磁搅拌、增大等轴晶区面积或者降低散热速率来降低逆偏析对铸锭的不利影响。 展开更多
关键词 逆偏析 元胞自动机 格子玻尔兹曼 微观形貌 数值模拟 AL-CU合金
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基于格子Boltzmann法的树木流场数值模拟 被引量：4
8
作者 李正农 蔡笑影 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第1期269-278,共10页
通过多松弛时间格式的格子Boltzmann法(lattice Boltzmann method,LBM)对树木流场进行数值研究,树木简化为表征元尺度下的多孔介质,为了研究雷诺数Re=10 000下的流场,将大涡模拟结合LBM得到树木周围的流速和风压,并在模型前设置格栅,以... 通过多松弛时间格式的格子Boltzmann法(lattice Boltzmann method,LBM)对树木流场进行数值研究,树木简化为表征元尺度下的多孔介质,为了研究雷诺数Re=10 000下的流场,将大涡模拟结合LBM得到树木周围的流速和风压,并在模型前设置格栅,以此制造扰动并模拟B类场地下的流场。结果表明,树木下游不同位置的平均风速剖面与试验吻合良好;风压从迎风面到背风面显示出明显的变化梯度,而且其最大绝对值主要分布在迎风面和背风面附近; B类地貌下的树木遮蔽区下游风速有所减小,湍流度极大值在树冠顶部附近。 展开更多
关键词 格子boltzmann法 多孔介质 大涡模拟 树木 流场
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基于格子Boltzmann方法的量子等离子体离子声波的数值模拟
9
作者 王慧敏 刘艳红 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2020年第6期1334-1338,共5页
用格子Boltzmann方法(LBM)研究由KPB(Kadomtsev-Petviashvili-Burgers)方程控制的量子等离子体中离子声波的数值模拟问题,得到了KPB方程中离子声波的传播演化结果.
关键词 Kadomtsev-Petviashvili-Burgers方程 格子boltzmann方法 量子等离子体 离子声波 数值模拟
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基于格子Boltzmann方法土体CT扫描切片细观渗流场的数值模拟 被引量：8
10
作者 崔冠哲 申林方 +2 位作者 王志良 唐正光 徐则民 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1497-1502,共6页
基于格子Boltzmann方法,采用D2Q9基本模型,上、下边界采用非平衡外推格式,左、右不透水边界及土颗粒采用反弹格式设置边界条件,对土体细观渗流场进行数值模拟。首先将试验测得物理单位的数据转化为格子单位,然后用Matlab编制程序,对CT... 基于格子Boltzmann方法,采用D2Q9基本模型,上、下边界采用非平衡外推格式,左、右不透水边界及土颗粒采用反弹格式设置边界条件,对土体细观渗流场进行数值模拟。首先将试验测得物理单位的数据转化为格子单位,然后用Matlab编制程序,对CT扫描切片进行处理,生成土体细观的数据结构,最后把格子单位表示的结果再转为物理单位,分析了渗流流速的变化规律,得到了整体和局部渗流场的分布情况。分析结果表明:(1)孔道处的流速U随着入渗时间的延长而逐渐达到一个相对稳定值,进而得到流体从开始入渗至稳定状态经历的准确时间T;(2)平均渗流速度由入口处沿y轴负方向逐渐递减,且小于入口处的平均渗流流速;(3)渗流量主要受控于通道的连通性、孔隙大小,最大渗流速度集中在通道的窄孔道处,封闭的孔道和孔隙渗流速度为0。格子Boltzmann方法能有效地对CT扫描得到的2D切片进行数值模拟,可以定量、准确地研究真实土体渗流场的变化机制。 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 渗流场 2D扫描切片 数值模拟
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基于格子Boltzmann方法的斜坡堤越浪数值模拟研究 被引量：1
11
作者 李薪丰 张庆河 +1 位作者 张金凤 刘光威 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2020年第3期22-30,共9页
准确确定越浪量对于斜坡堤设计有重要意义。利用格子Boltzmann方法(LBM),并采用主动吸收式速度入口造波、出流边界消波、VOF方法追踪自由表面以及静态Smagorinsky模型模拟紊流运动,建立二维数值波浪水槽,对光滑斜坡堤上规则波与不规则... 准确确定越浪量对于斜坡堤设计有重要意义。利用格子Boltzmann方法(LBM),并采用主动吸收式速度入口造波、出流边界消波、VOF方法追踪自由表面以及静态Smagorinsky模型模拟紊流运动,建立二维数值波浪水槽,对光滑斜坡堤上规则波与不规则波越浪进行数值模拟。模拟结果与试验值及其他数值模型结果比较表明,二维LBM数值波浪水槽具有模拟斜坡堤越浪的能力,但对于破碎较为剧烈的越浪过程模拟,该模型还存在一定的不足,未来可从提高自由表面模型精度等方面进一步改善其性能。 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 斜坡堤 越浪 数值波浪水槽 波浪破碎 不规则波
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基于格子Boltzmann方法的热毛细对流数值模拟研究 被引量：3
12
作者 朱诚 郑林 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期773-778,共6页
为研究Prandtl(Pr)数和纵横比(Ar)对侧壁差异加热的矩形液池内热毛细对流的影响,利用基于双密度分布函数的格子玻尔兹曼(Boltzmann)方法进行二维数值模拟。引入速度偏离率和偏差温度,分别衡量速度的波动和热毛细对流对温度场的影响。结... 为研究Prandtl(Pr)数和纵横比(Ar)对侧壁差异加热的矩形液池内热毛细对流的影响,利用基于双密度分布函数的格子玻尔兹曼(Boltzmann)方法进行二维数值模拟。引入速度偏离率和偏差温度,分别衡量速度的波动和热毛细对流对温度场的影响。结果表明:热毛细对流随着Pr(0.1~100)的减小或Ar(0.2~2)的增大而增强;当热毛细对流较强时速度的波动也增强了,同时能量在冷壁端部积聚;当其它参数恒定而Pr在10~100范围内变化时,温度场几乎不变;当Ar≥1时,Ar对自由表面的速度和温度分布影响很小。 展开更多
关键词 格子玻尔兹曼方法 热毛细对流 数值模拟 矩形液池 双密度分布函数
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低雷诺数下翼型绕流的格子Boltzmann方法数值模拟 被引量：1
13
作者 钏助仁 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第6期931-936,共6页
文章采用混合格子Boltzmann方法模拟NACA0012翼型流场分离,该方法是将标准格子Boltzmann方法与非结构化有限体积方程相结合的一种方法。首先,分析不同网格分辨率下的计算精度;然后,分析了在雷诺数等于103的情况下不同攻角下翼型的气动特... 文章采用混合格子Boltzmann方法模拟NACA0012翼型流场分离,该方法是将标准格子Boltzmann方法与非结构化有限体积方程相结合的一种方法。首先,分析不同网格分辨率下的计算精度;然后,分析了在雷诺数等于103的情况下不同攻角下翼型的气动特性;最后,计算了不同雷诺数下攻角为0°时的翼型流场。结果证明,混合格子Boltzmann方法在固体壁面有较高的计算精度,可以准确地评估翼型绕流流场。 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 NACA0012翼型 翼型绕流 数值模拟
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基于格子Boltzmann方法的三维溃坝数值模拟 被引量：1
14
作者 邵晨 黄剑峰 《中国农村水利水电》 北大核心 2021年第9期1-8,共8页
为了模拟溃坝水流的流动过程,在基于格子Boltzmann方法(LBM)的基础上采用壁面适应局部涡流黏度的大涡模拟模型,引入自由滑移法处理固壁边界条件,模拟瞬时全溃坝以及瞬时局部溃坝水流的流动过程,并就瞬时全溃坝时两种消能坎的消能效果进... 为了模拟溃坝水流的流动过程,在基于格子Boltzmann方法(LBM)的基础上采用壁面适应局部涡流黏度的大涡模拟模型,引入自由滑移法处理固壁边界条件,模拟瞬时全溃坝以及瞬时局部溃坝水流的流动过程,并就瞬时全溃坝时两种消能坎的消能效果进行比较。数值模拟结果表明:基于LBM方法的数值模拟方法可以准确模拟瞬时全溃坝水流演进过程中流体自由表面的流动情况以及速度变化规律;瞬时局部溃坝在0.38 s到达障碍物时障碍物周围水深爬高后绕障碍物流动,水流对障碍物的作用力体现了水流流动的不稳定性;溃坝时在坝前设障碍物可以明显观察到液体撞击障碍物后的飞溅程度和形成的水舌,通过两种不同消能坎下流体撞击壁面后产生的压强可以判断有孔障碍物的消能能力更好,水流对无孔障碍物作用力更大。研究结果可为进一步研究LBM方法与VOF法相结合捕捉流体自由面变形及飞溅提供参考。 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 全溃坝 局部溃坝 大涡模拟 数值模拟
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孔隙介质内流体渗流的三维格子Boltzmann模拟 被引量：6
15
作者 邵宝力 王淑彦 +3 位作者 田瑞超 王旭 钟会影 赵健 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1073-1081,共9页
采用格子Boltzmann方法对流体在孔隙介质内的渗流进行三维模拟研究。以球形颗粒作为孔隙介质骨架,用LBM格子来描述球形颗粒的大小和形状,颗粒边界用格线中点表示。流体和颗粒的相互作用通过格线反弹格式(Link Bounce-Back)实现。分析了... 采用格子Boltzmann方法对流体在孔隙介质内的渗流进行三维模拟研究。以球形颗粒作为孔隙介质骨架,用LBM格子来描述球形颗粒的大小和形状,颗粒边界用格线中点表示。流体和颗粒的相互作用通过格线反弹格式(Link Bounce-Back)实现。分析了孔隙介质内流体在Darcy区、弱惯性区和Forchheimer区的渗流规律,将模拟结果与渗流基本公式进行了对比,吻合较好,与文献中的实验结果、MRT模拟结果相符;分析了不同区域内流线随雷诺数的变化,随着惯性力的增加,流线形式随之改变,出现湍流涡,并逐渐长大、增多,最终覆盖整个孔隙空间;分析了惯性力和孔隙介质结构对雷诺应力的影响,雷诺应力随惯性力的增加而增加,并随着惯性力的增大,孔隙介质结构对雷诺应力的影响减小。 展开更多
关键词 孔隙介质 格子boltzmann方法 数值模拟 渗流理论 流动
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用格子Boltzmann方法模拟液滴撞击固壁动力学行为 被引量：9
16
作者 权生林 李爽 +1 位作者 李维仲 宋永臣 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期627-632,共6页
首次用格子Boltzmann方法中的伪势模型对液滴撞击固壁的动力学行为进行了数值模拟。详细研究了液滴在壁面上的流动状态以及各种因素对撞击过程的影响。通过数值模拟得到:壁面的可润湿性越小,液滴越容易发生反弹,液滴的回缩速度越快;液... 首次用格子Boltzmann方法中的伪势模型对液滴撞击固壁的动力学行为进行了数值模拟。详细研究了液滴在壁面上的流动状态以及各种因素对撞击过程的影响。通过数值模拟得到:壁面的可润湿性越小,液滴越容易发生反弹,液滴的回缩速度越快;液滴的撞击速度越大,所得到的相对直径越大,回缩速度越快;液滴的粘性越小,所得到的相对直径越大;液滴的表面张力越大,液滴越容易发生反弹现象。另外,液滴的最大相对直径与We数满足一定的线性关系,这些结果与前人的理论预测和实验结果完全吻合。 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 伪势模型 两相流 液滴撞击固壁 数值模拟
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用格子Boltzmann方法模拟MKDV方程的行波解 被引量：5
17
作者 张超英 谭惠丽 +1 位作者 刘慕仁 孔令江 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2003年第3期13-16,共4页
用精确到0(ε4)的5速格子Boltzmann模型较系统地对MKDV方程:ut+θu2ux+βuxxx=0的行波解进行了模拟,并将模拟的数值结果与相应的理论结果进行了比较,模拟值与理论值吻合很好.
关键词 MKDV方程 行波解 格子boltzmann方法 非线性偏微分方程 数值模拟 格子boltzmann模型
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充满多孔介质的方腔内双扩散自然对流格子Boltzmann模拟 被引量：5
18
作者 李贝贝 严祯荣 +2 位作者 陈建 徐洪涛 杨茉 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2016年第2期184-194,共11页
采用格子Boltzmann方法,对4个壁面均为低温、低浓度,内置高浓度发热圆的充满均匀多孔介质的方腔内双扩散自然对流现象进行了数值模拟研究.分析了Darcy(达西)数Da(10-4≤D_a≤10^(-2))和浮升力比B(-5.0≤B≤5.0)对内部发热圆表面平均Nuss... 采用格子Boltzmann方法,对4个壁面均为低温、低浓度,内置高浓度发热圆的充满均匀多孔介质的方腔内双扩散自然对流现象进行了数值模拟研究.分析了Darcy(达西)数Da(10-4≤D_a≤10^(-2))和浮升力比B(-5.0≤B≤5.0)对内部发热圆表面平均Nusselt(努赛尔)数Nuav和平均Sherwood(舍伍德)数Shav的影响.模拟结果表明:除B=-1.0时,Nu_(av)和Sh_(av)随D_a的增加而增大;当-5.0<B<5.0,在D_a=10^(-4)时,Nu_(av)和Sh_(av)几乎不受B变化的影响;在Da=10^(-3)和Da=10^(-2)时,Nu_(av)和Sh_(av)随B的增加先减小后增大,在B=-1.0时取得最小值. 展开更多
关键词 方腔 多孔介质 双扩散自然对流 格子boltzmann 数值模拟
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基于格子博尔兹曼方法表征体元尺度土体细观渗流场的数值模拟 被引量：9
19
作者 申林方 王志良 李邵军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S2期689-694,共6页
为了研究土体的细观渗流特性,假设土体是完全饱和且在渗流过程中水分的流动始终处于层流状态。考虑宏观统计参数(孔隙率、渗透率及有效黏滞系数等)的影响,基于表征体元(REV)尺度的格子博尔兹曼(Boltzmann)方法,建立了压力作用下土体细... 为了研究土体的细观渗流特性,假设土体是完全饱和且在渗流过程中水分的流动始终处于层流状态。考虑宏观统计参数(孔隙率、渗透率及有效黏滞系数等)的影响,基于表征体元(REV)尺度的格子博尔兹曼(Boltzmann)方法,建立了压力作用下土体细观渗流的数值模型。采用D2Q9模型考虑水分流动的离散速度分布,宏观边界条件为左右侧面为不透水边界(0)x yu=u=,上下边界设置不同的密度来控制压力边界,在微观边界条件上采用非平衡态外推格式。编制相应的计算程序,将计算区域内的多孔介质材料设置成流体(孔隙率φ=1.0,渗透率K=∞),验证了经典的Poiseuille流。此外,结合算例分别讨论了土体在压力作用下孔隙率、渗透率及渗透压力等影响因素与渗流速度的相互关系,研究表明该数值方法与Darcy定律得到的计算结果较为吻合。因此,基于REV尺度的格子Boltzmann方法可以有效地模拟土体的渗流机制,为进一步研究土体渗流特性提供了一种新的研究手段。 展开更多
关键词 格子博尔兹曼(boltzmann)方法 表征体元(REV)尺度 多孔介质 渗流场 数值模拟
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基于格子Boltzmann方法模拟方腔顶盖驱动流 被引量：5
20
作者 韩善灵 朱平 林忠钦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期64-66,73,共4页
格子Boltzmann方法是使用时间和空间完全离散的细观模型来模拟流体宏观行为的一种新方法,模型的平均行为符合宏观的Navier-Stokes方程。给出了格子Boltzmann方法详细的求解过程,提出了一种简化的固壁边界条件处理方法。用格子Boltzmann... 格子Boltzmann方法是使用时间和空间完全离散的细观模型来模拟流体宏观行为的一种新方法,模型的平均行为符合宏观的Navier-Stokes方程。给出了格子Boltzmann方法详细的求解过程,提出了一种简化的固壁边界条件处理方法。用格子Boltzmann方法对方腔顶盖驱动流进行了数值模拟,并对模拟结果进行了分析和讨论。通过与前人已有的试验及数值研究结果对比,验证了格子Boltzmann方法的正确性。 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 方腔顶盖驱动流 边界条件 数值模拟
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