一个完全守恒的格子Boltzmann模型

计算物理 ›› 2001, Vol. 18 ›› Issue (5): 407-411.

一个完全守恒的格子Boltzmann模型

冯士德, 任荣彩, 毛江玉

中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室, 北京 100029

收稿日期:2000-12-29 修回日期:2001-04-06 出版日期:2001-09-25 发布日期:2001-09-25
作者简介:冯士德(1959-),男,辽宁,副研,博士,从事计算流体力学方面的研究.
基金资助:
LASG优秀国家重点实验室基金(49823002);教育部留学回国人员启动基金(4200060);中国科学院留学经费择优支持回国工作基金(7200053;81502)资助项目

THE LATTICE BOLTZMANN MODEL OF A COMPLETE CONSERVATION FORM

FENG Shi-de, REN Rong-cai, MAO Jiang-yu

State Key Laboratory of Numerical Modelling for Atmospheric Sciences and Geophysical Fluid Dynamics, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, P R China

Received:2000-12-29 Revised:2001-04-06 Online:2001-09-25 Published:2001-09-25

摘要/Abstract

摘要： 利用六角形格子离散的方法,使得每个六角形Cell里含有 3种不同运动速度的粒子微团,宏观物理量用这些粒子微团的矩来定义.根据微观和宏观之间的质量、动量、能量守恒准则,建立了一个二维的D2Q19格子Boltzmann模型,从该D2Q19模型出发可推导出宏观的流体力学方程组.用该模型对冲击波在障碍物组表面上的折射现象进行数值模拟,并将计算结果与实验进行了比较.

关键词: Boltzmann模型, 分布函数, 冲击波, 流体力学方程

Abstract: Three kinds of particle granules are included in each hexagonal cell using a discrete method of hexagonal lattice,and macroscopic quantities are defined by the moment of particle granules.Two-dimensional D2Q19-lattice Boltzmann model has been developed by the conservation laws of mass,momentum and energy,and the hydrodynamic equations can be derived from the model.The shock wave reflection phenomena on the surface of obstacles have been simulated using the model.

Key words: Boltzmann model, distribution function, shock waves, hydrodynamic equations

中图分类号:

冯士德, 任荣彩, 毛江玉. 一个完全守恒的格子Boltzmann模型[J]. 计算物理, 2001, 18(5): 407-411.

FENG Shi-de, REN Rong-cai, MAO Jiang-yu. THE LATTICE BOLTZMANN MODEL OF A COMPLETE CONSERVATION FORM[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2001, 18(5): 407-411.

[1]	薛社生, 李守先. 正冲击波后固壁表面颗粒的上升运动[J]. 计算物理, 2021, 38(3): 280-288.
[2]	崔静, 杨霆浩, 杨帆, 李虎林, 杨广峰. 基于改进格子Boltzmann焓法模型的霜层生长数值研究[J]. 计算物理, 2019, 36(3): 323-334.
[3]	郑平卫, 何丽华, 黄千红, 邓盛, 龚学余. 基于三维Fokker-Planck方程的电子回旋波加热与电流驱动模拟[J]. 计算物理, 2017, 34(4): 387-393.
[4]	张玉东, 许爱国, 张广财, 祝成民. 一个高效的离散Boltzmann爆轰模型[J]. 计算物理, 2016, 33(5): 505-515.
[5]	曾现洋, 倪国喜. 振动NACA0012翼型的移动网格数值模拟[J]. 计算物理, 2016, 33(3): 266-272.
[6]	段雅丽, 陈先进, 孔令华. Burgers-Korteweg-de Vries复合方程的格子Boltzmann方法模拟[J]. 计算物理, 2015, 32(6): 639-648.
[7]	甄亚欣, 倪国喜. 反应流体的移动网格动理学格式[J]. 计算物理, 2015, 32(6): 677-684.
[8]	徐喜华, 倪国喜. 基于WENO重构的高阶移动网格动理学格式[J]. 计算物理, 2013, 30(4): 509-514.
[9]	贺宏, 李会雄, 冯永昌. 超燃冲压发动机等截面隔离段中流动的LBM模拟[J]. 计算物理, 2012, 29(2): 234-238.
[10]	张任良, 狄勤丰, 王新亮, 顾春元, 王文昌. 用格子Boltzmann方法模拟壁面微结构对管流特性的影响[J]. 计算物理, 2011, 28(2): 225-229.
[11]	李志辉, 张涵信. 求解Boltzmann模型方程的气体运动论大规模并行算法[J]. 计算物理, 2008, 25(1): 65-74.
[12]	肖锋. VSIA:一种求解流体力学方程的多积分矩公式[J]. 计算物理, 2003, 20(6): 483-492.
[13]	于明. 保持对称性的二维Lagrange流体力学有限差分方法[J]. 计算物理, 2003, 20(6): 542-548.
[14]	李志辉, 张涵信, 符松. 基于Boltzmann模型方程的气体运动论HPF并行算法[J]. 计算物理, 2003, 20(1): 1-8.
[15]	施卫平, 耿爱芳, 黄明游, 胡守信. 以Maxwell-Boltzmann分布函数为基础的流矢量分裂方法[J]. 计算物理, 2002, 19(1): 17-22.