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偏格子中的格子Boltzmann方程 被引量:1
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作者 闫广武 胡守信 金希卓 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期31-35,共5页
给出偏格子的格子Boltzmann模型 .应用Chapman Enskog展开和多重尺度技术 ,通过选择平衡态分布函数的高阶矩和偏张量的形式 ,得到偏网格上的Euler方程 .
关键词 格子boltzmann方法 EULER方程 格子 三能级模型 平衡态分布函数 格子boltzmann方程 流体流动模拟
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用格子Boltzmann方程模拟浅水波问题 被引量:9
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作者 施卫平 胡守信 阎广武 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1997年第5期525-529,共5页
提出了用格子Boltzmann方程(LBE)模拟浅水波问题的方法.通过无粘气体运动方程与浅水波方程的比较,确定了LBE方法中平衡态的形式,使宏观方程与浅水波方程一致.计算了二维浅水波的一个问题,数值结果与精确解做了比较.
关键词 浅水波 格子波兹曼方程 数值解 精确解
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基于格子Boltzmann方程的大涡模拟对湍流时空关联性的研究 被引量:2
3
作者 董宇红 周亦航 邓义求 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期876-880,共5页
将格子Boltzmann方程和大涡模拟(LBE-LES)相结合,提出适应于格子Boltzmann方法(LBM)的涡黏性亚格子尺度模型,开展均匀各向同性湍流时空关联性的研究.采用D3Q19格式计算湍流的三维能谱、湍动能耗散率和其它高阶统计量,与实验和直接数值... 将格子Boltzmann方程和大涡模拟(LBE-LES)相结合,提出适应于格子Boltzmann方法(LBM)的涡黏性亚格子尺度模型,开展均匀各向同性湍流时空关联性的研究.采用D3Q19格式计算湍流的三维能谱、湍动能耗散率和其它高阶统计量,与实验和直接数值模拟结果的比较表明,该模型比传统涡黏模型有明显改进.考察了不同亚格子模型预测湍流频率波数能量谱的能力,结果表明,尺度涡产生的横扫作用是造成小尺度涡时间去关联的主要因素,不同波数的频率能量谱之间有一定的相似性,横扫速度是描述湍流频率波数能量谱的特征量. 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 均匀各向同性湍流 大涡模拟 格子模型
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格子Boltzmann方程模拟不相溶二相流体运动理论 被引量:1
4
作者 施文平 李静 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 1999年第2期72-75,共4页
在碰撞项中引入了异类粒子的排斥势,用它取代着色粒子密度重新分布过程,完全克服了人为因素.理论推导表面张力系数的表达式,用以比较模拟的结果,为格子Boltzmann方法模拟不相溶二相流体运动提供了理论依据.
关键词 不相溶二相流 格子 boltzmann方程 二相流
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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
5
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 对流扩散系统 多重分布函数 正则化
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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
6
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 浅水方程 数值模拟
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微通道内声传播格子Boltzmann建模及其特性研究
7
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
8
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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基于格子Boltzmann重叠法求解一、二维耦合浅水动力学模型
9
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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用格子Boltzmann方法模拟MKDV方程的行波解 被引量:5
10
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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一维有源扩散方程的格子Boltzmann方法 被引量:4
11
作者 邓敏艺 刘慕仁 +2 位作者 李珏 何云 孔令江 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2000年第1期9-12,共4页
给出了一维有源扩散方程的格子Boltzmann模型 ,从统计物理的角度导出了宏观有源扩散方程 ,确定了局域平衡分布函数Chapman Eskog展开的待定系数 。
关键词 有源扩散方程 格子boltzmann方法 计算机模拟
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用格子Boltzmann方法模拟KdV-Burgers方程的激波解 被引量:4
12
作者 孔令江 张超英 +1 位作者 谭惠丽 刘慕仁 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2003年第4期1-4,共4页
采用单弛豫形式的格子Boltzmann方程,建立KdV-Burgers方程的Boltzmann模型,并数值模拟了KdV-Burgers方程的激波解。
关键词 格子boltzmann方法 KDV-BURGERS方程 激波解 单弛豫形式 流体力学
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二维反应扩散方程的格子Boltzmann方法模拟 被引量:5
13
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 2001年第1期1-6,共6页
建立了二维反应扩散方程五速四方格子模型的格子 Boltzmann方法 ,进行计算机模拟演化 ,分析模拟结果 ,并与 S Chen利用七速六方格子模型得到的结果进行比较 ,得出在模拟求解流速为零情况下的反应扩散方程时 。
关键词 反应扩散方程 格子boltzmann方法 计算机模拟 五速四方格子模型 七速六方格子模型
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13速格子Boltzmann方法的热流体力学方程 被引量:5
14
作者 李华兵 刘慕仁 孔令江 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 1998年第4期1-6,共6页
采用13速六方格子Boltzmann方法研究热流体力学碰撞项采用单驰豫时间的格子BGK模型.局域平衡分布展开到u3项,最后以速度的二阶恢复NavierStokes方程。
关键词 格子boltzmann 热传导方程 热流体力学方程
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一类偏微分方程的格子Boltzmann模型 被引量:4
15
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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Burgers方程定态激波解的格子Boltzmann方法模拟 被引量:3
16
作者 李珏 李华兵 +1 位作者 孔令江 刘慕仁 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2000年第2期1-5,共5页
用一维 5速格子Boltzmann方法推导一维Burgers方程 ,采用Chapman Enskog展开的局域平衡分布函数形式并由守恒方程确定其展开系数 最后用格子Boltzmann方法模拟了对流系数ν=1 ,扩散系数D =0 .3 3 3 3的一维Burgers方程的激波解
关键词 BURGERS方程 格子boltzmann方法 数值模拟
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Burgers方程的格子Boltzmann方法模拟 被引量:3
17
作者 李作春 李华兵 +1 位作者 孔令江 刘慕仁 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2001年第3期1-4,共4页
用一维格子 Boltzmann方法构造 0 (ε4 )的 Burgers方程模型 .格子 Boltzmann方法的数值模拟结果与具有特定边界条件的
关键词 BURGERS方程 格子boltzmann方法 多重尺度
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格子Boltzmann方法解扩散方程的复杂边界条件研究 被引量:5
18
作者 黄俊涛 张力 +1 位作者 雍稳安 王沫然 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2014年第3期305-312,共8页
对格子Boltzmann方法求解含第三类边界条件的扩散方程进行了理论和数值研究,构造了一种新的基于bounce-back的边界处理数值格式,用来处理复杂边界问题.借助渐近分析,证明了新方法的数值相容性.用数值算例从不同角度分析了算法的精度和... 对格子Boltzmann方法求解含第三类边界条件的扩散方程进行了理论和数值研究,构造了一种新的基于bounce-back的边界处理数值格式,用来处理复杂边界问题.借助渐近分析,证明了新方法的数值相容性.用数值算例从不同角度分析了算法的精度和稳定性等,与已有算法相比,新方法在精度、稳定性和效率方面均有较大提高.最后通过一个复杂边界反应扩散的示例演示了新方法应用于复杂多孔介质内多物理化学输运模拟的可行性和有效性. 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 扩散方程 第三类边界条件 渐近分析 复杂边界
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格子Boltzmann模型的改进与流体力学方程 被引量:2
19
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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用格子Boltzmann方法模拟非线性热传导方程 被引量:7
20
作者 刘芳 施卫平 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2015年第11期1158-1166,共9页
对具有非线性源项和非线性扩散项的热传导方程建立格子Boltzmann求解模型.在演化方程中增加了两个关于源项分布函数的微分算子,对演化方程实施Chapman-Enskog展开.通过对演化方程的进一步改进,恢复出具有高阶截断误差的宏观方程.对不同... 对具有非线性源项和非线性扩散项的热传导方程建立格子Boltzmann求解模型.在演化方程中增加了两个关于源项分布函数的微分算子,对演化方程实施Chapman-Enskog展开.通过对演化方程的进一步改进,恢复出具有高阶截断误差的宏观方程.对不同参数选取下的非线性热传导方程进行了数值模拟,数值解与精确解吻合得很好.该模型也可以用于同类型的其他偏微分方程的数值计算中. 展开更多
关键词 格子boltzmann模型 非线性热传导方程 LBGK模型 非线性源项
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