三维不可压缩流的12速多松弛格子Boltzmann模型

摘要：

为提高多松弛(MRT)格子Boltzmann模型的计算效率,运用反演法提出了一个求解三维不可压缩流的12速MRT格子Boltzmann模型(iD3Q12 MRT模型).这个模型比通常使用的D3Q13 MRT模型具有更高的计算效率.在数值模拟部分我们把iD3Q12 MRT模型与可压缩性较小的一个13速多松弛模型(He-Luo D3Q13 MRT模型)在精确性和稳定性方面作比较.通过模拟不同的流动,包括压力驱动的稳态泊肃叶流、周期变化的压力驱动的非稳态脉动流、顶盖驱动的方腔流,可以发现iD3Q12 MRT模型模拟以上三种流动时得到的数值解与解析解或与已有的结果符合很好,这说明我们提出的iD3Q12 MRT模型是准确的.在模拟稳态的泊肃叶流时,两个模型计算的速度场的全局相对误差完全相同,且两个模型都具有二阶的空间精度.在模拟非稳态脉动流时,大多情况下是12速模型的计算误差更小,但在脉动流的最大压降增大时,iD3Q12MRT模型先发散,这说明He-Luo D3Q13 MRT模型具有更好的稳定性.在模拟不同雷诺数下的顶盖驱动的方腔流时,He-Luo D3Q13 MRT模型也比iD3Q12 MRT模型更稳定.

关键词：三维12速、多松弛、格子Boltzmann方法、不可压缩流

所属期刊栏目：68

分类号：O35;O17

资助基金：浙江省自然科学基金LQ16A020001;浙江省教育厅科研基金Y201533808;宁波市自然科学基金2016A610075;宁波大学王宽诚幸福基金资助的课题

在线出版日期：2019-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：192-207