格子玻爾茲曼方法的理論研究與應(yīng)用.pdf

1、格子玻爾茲曼方法是用簡(jiǎn)單的介觀模型來(lái)模擬流體宏觀行為的一種動(dòng)力學(xué)方法。與傳統(tǒng)的宏觀數(shù)值計(jì)算方法截然不同，格子玻爾茲曼方法從非平衡態(tài)統(tǒng)計(jì)力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，將時(shí)間、空間和速度相空間完全離散的動(dòng)力學(xué)格子模型同Boltzmann方程相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)不直接求解Naiver-Stokes方程組而描述流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的目的。格子玻爾茲曼方法具有編程簡(jiǎn)單、易于并行處理和邊界條件處理簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在最近十幾年得到了重視和迅速發(fā)展，逐漸拓寬了其應(yīng)用領(lǐng)域。 本文

2、采用LBGK模型編制了計(jì)算程序，針對(duì)頂蓋驅(qū)動(dòng)流動(dòng)、外掠后臺(tái)階流動(dòng)、方腔自然對(duì)流、熱Poiseuille流幾個(gè)經(jīng)典算例進(jìn)行了數(shù)值模擬，并與SIMPLE算法的解或相應(yīng)的基準(zhǔn)解進(jìn)行比較，驗(yàn)證了程序的正確性，表明了LBM在流動(dòng)與傳熱領(lǐng)域的發(fā)展前景。對(duì)二維平行通道內(nèi)的圓柱、方柱和三棱柱繞流流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了障礙物不同放置時(shí)的流場(chǎng)、壓力場(chǎng)，得到了各種繞流開(kāi)始出現(xiàn)渦脫的雷諾數(shù)臨界值以及流場(chǎng)中阻力系數(shù)的變化。同時(shí)還對(duì)雙管橫、豎排兩種布置方式的繞