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任意复杂流-固边界的格子Boltzmann处理方法

史冬岩 王志凯 张阿漫

任意复杂流-固边界的格子Boltzmann处理方法

史冬岩, 王志凯, 张阿漫
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  • 本文提出了一种适用于流固耦合领域中任意复杂边界条件的lattice Boltzmann处理方法. 该方法基于half-way反弹模型,在流固耦合处构建了一层虚拟边界,并结合有限差分的方法,获取虚拟边界上的变量值. 改进后的方法确保了粒子反弹位置与宏观速度采集点的位置相同,计入了实际物理边界与网格线不重合时,偏移量对计算结果的准确影响,而且其适用范围被扩展到了任意静止或运动、平直或弯曲的复杂边界. 文中研究了该方法在Poiseuille流、圆柱绕流和Couette流等经典条件下的边界处理能力,结果表明该方法与理论值符合良好,且当实际物理边界与网格线不重合时,与已发表文献中的结果相比,具有更高的精度.
    • 基金项目: 中组部青年拔尖人才支持计划,新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET100054)和国防基础科研计划(批准号:B2420133001)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-17
  • 修回日期:  2014-01-06
  • 刊出日期:  2014-04-05

任意复杂流-固边界的格子Boltzmann处理方法

  • 1. 哈尔滨工程大学 机电工程学院, 哈尔滨 150001;
  • 2. 哈尔滨工程大学 船舶工程学院, 哈尔滨 150001
    基金项目: 

    中组部青年拔尖人才支持计划,新世纪优秀人才支持计划(批准号:NCET100054)和国防基础科研计划(批准号:B2420133001)资助的课题.

摘要: 本文提出了一种适用于流固耦合领域中任意复杂边界条件的lattice Boltzmann处理方法. 该方法基于half-way反弹模型,在流固耦合处构建了一层虚拟边界,并结合有限差分的方法,获取虚拟边界上的变量值. 改进后的方法确保了粒子反弹位置与宏观速度采集点的位置相同,计入了实际物理边界与网格线不重合时,偏移量对计算结果的准确影响,而且其适用范围被扩展到了任意静止或运动、平直或弯曲的复杂边界. 文中研究了该方法在Poiseuille流、圆柱绕流和Couette流等经典条件下的边界处理能力,结果表明该方法与理论值符合良好,且当实际物理边界与网格线不重合时,与已发表文献中的结果相比,具有更高的精度.

English Abstract

参考文献 (36)

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