应用于非线性热传导方程的格子玻尔兹曼方法

计算物理 ›› 2010, Vol. 27 ›› Issue (5): 699-704.

应用于非线性热传导方程的格子玻尔兹曼方法

张东辉¹, 刘方贵², 张金存³, 芮孝芳⁴

1. 江苏科技大学, 船舶与海洋学院, 江苏镇江 212003;
2. 广西大学, 土木建筑学院, 广西南宁 530004;
3. 山东大学, 土木建筑学院, 山东济南 250061;
4. 河海大学, 水文水资源学院, 江苏南京 210098

收稿日期:2009-08-26 修回日期:2009-11-16 出版日期:2010-09-25 发布日期:2010-09-25
作者简介:张东辉(1970-),男,江苏,博士,主要从事传热传质学研究
基金资助:
国家自然科学基金(50609005)资助项目

Nonlinear Heat Conduction Equation Solved with Lattice Boltzmann Method

ZHANG Donghui¹, LIU Fanggui², ZHANG Jincun³, RUI Xiaofang⁴

1. Jiangsu University of Science & Technology, School of Naval Architecture & Ocean Engineering, Zhenjiang 212003, China;
2. Guangxi University, School of Civil Engineering, Nanning 530004, China;
3. Shandong University, School of Civil Engineering, Jinan 250061, China;
4. Hohai University, College of Water Resource and Enviroment, Nanjing 210098, China

Received:2009-08-26 Revised:2009-11-16 Online:2010-09-25 Published:2010-09-25

摘要/Abstract

摘要： 将格子玻尔兹曼方法应用于非线性热传导方程的求解,详细推导一种新的Lattice Boltzmann模型,并给出新方法所对应的多尺度方案和宏观量形式.导热系数与温度之间满足多项式函数关系,计算中模拟了不同的参数情况,并与线性热传导方程的理论解进行比较.新的Lattice Boltzmann方法展现出极大的灵活性和普适性,具有很好的应用前景.

关键词: 格子玻尔兹曼方法, 非线性, 热传导方程

Abstract: Lattice Boltzmann method is employed to study nonlinear heat conduction problems.A kind of lattice Boltzmann model is derived in details and multi-scale algorithm and macroscopic quantity are selected.It is proposed to solve transient responses of nonlinear heat conduction problems.The relation between heat conductivity and temperature meets the multi-polynomial function.Different parameters are considered to verify feasibility of the proposed method.Simulation results are illustrated with comparison in linear case.

Key words: lattice Boltzmann method, nonlinear, heat conduction equation

中图分类号:

TK121

张东辉, 刘方贵, 张金存, 芮孝芳. 应用于非线性热传导方程的格子玻尔兹曼方法[J]. 计算物理, 2010, 27(5): 699-704.

ZHANG Donghui, LIU Fanggui, ZHANG Jincun, RUI Xiaofang. Nonlinear Heat Conduction Equation Solved with Lattice Boltzmann Method[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2010, 27(5): 699-704.

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