格子Boltzmann守恒型非平衡态的外推边界

计算物理 ›› 2012, Vol. 29 ›› Issue (3): 347-353.

格子Boltzmann守恒型非平衡态的外推边界

翟旭军¹, 赵凯²

1. 江苏畜牧兽医职业技术学院机电工程系, 江苏泰州, 225300;
2. 南通中集罐式储运设备制造有限公司, 江苏南通, 226003

收稿日期:2011-07-21 修回日期:2011-11-27 出版日期:2012-05-25 发布日期:2012-05-25
作者简介:翟旭军(1971-),男,江苏兴化,副教授,主要从事机电设计制造、控制、数值算法、CAD/CAM技术、虚拟制造和装配等研究,E-mall:zhaixujun@163.com
基金资助:
江苏省泰州市科技发展计划(2011-TG1134)资助项目

Conservative Non-equlibrium Extrapolation Boundary Condition in Lattice Boltzmann Method

ZHAI Xujun¹, ZHAO Kai²

1. Department of Electronic Engineering, Jiangsu Animal Husbandry & Veterinary College, Taizhou 225300, China;
2. Nantong CIMC Tank Equipment Co. Ltd, Nantong 226003, China

Received:2011-07-21 Revised:2011-11-27 Online:2012-05-25 Published:2012-05-25

摘要/Abstract

摘要： 针对非平衡态外推边界处理方法在某些条件下发生质量泄漏的问题,结合质量守恒定律对其进行修正,建立一种新的质量守恒型的边界处理格式.其基本思想是在边界处定义一个虚拟密度来修正平衡态分布函数,使得系统质量守恒.以重力作用下的密度场及磁流体模拟问题为例,利用该格式进行分析,讨论质量泄露问题的本质及各种因素的影响.通过对三种典型的流动:二维Poiseuille流、Couette流、Womersley流的模拟,验证该边界格式的计算精度和稳定性.

关键词: 非平衡态外推法, 格子Boltzmann方法, 守恒型边界

Abstract: Removing mass leakage in non-equilibrium extrapolation method,a mass conservative boundary condition is proposed with improving non-equilibrium extrapolation method based on conservation of mass.Mass conservation of a system is ensured by defining an artificial density at solid boundary.Precision and stability of the new boundary condition are validated by simulating three classical flows (Poiseuille,Couette and Womersley).

Key words: non-equilibrium extrapolation method, lattice Boltzmann method, conservative boundary condition

中图分类号:

O351

翟旭军, 赵凯. 格子Boltzmann守恒型非平衡态的外推边界[J]. 计算物理, 2012, 29(3): 347-353.

ZHAI Xujun, ZHAO Kai. Conservative Non-equlibrium Extrapolation Boundary Condition in Lattice Boltzmann Method[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2012, 29(3): 347-353.

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