基于四叉树网格下的浸入边界-格子Boltzmann方法

• 作者: 姚皆可 李凯 钟诚文
• 来源期刊: 空气动力学学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 四叉树 格子Boltzmann方法 网格加密 速度修正法 大涡模拟 浸入边界法
• 年，卷（期）: 2013,（4）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 525-532
• 页数: 8页
• 分类号: V211.1+8
• 字数: 5901字
• 语种: 中文

摘要

提出了一种基于非均匀四叉树网格下的浸入边界-格子Boltzmann方法.在不同层网格界面上,为了保证物理量的连续性,需要在时空方向上进行插值.由于四叉树同层网格在空间上步长相等、且相邻时间层上时间步长相等,所以在时空方向上采用平均值插值,这样做的优点是时空方向插值既可以达到二阶精度,又可以简化计算过程,节省资源,对任意边界加密下的网格,格子Boltzmann方法的实现比较容易.为了充分利用均匀笛卡尔网格的优势,物面边界的处理采用了速度修正法,与传统浸入边界-格子Boltzmann方法中的直接力法、动量交换法相比,无滑移边界条件得到了较好的保证.同时,把大涡模型加入到浸入边界-格子Boltzmann方法中,实现了在四叉树网格数据结构、边界处理技术、大涡模拟几种模型相结合下,绕障碍物的较大雷诺数流动的模拟.通过不可压缩粘性流中圆柱绕流算例验证,结果与其它方法结果吻合良好.