非正交多松弛系数轴对称热格子Boltzmann方法

• 作者: 张家忠 王佐 王恒
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 轴对称热流动 格子Boltzmann方法
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 174-187
• 页数: 14页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.66.044701

摘要

提出了一种模拟轴对称热流动的非正交多松弛系数格子Boltzmann(MRT-LB)模型.通过采用非正交转换矩阵,建立了基于D2Q9离散速度的求解流场的MRT-LB模型和基于D2Q5离散速度的求解温度场的MRT-LB模型.Chapman-Enskog分析表明,该模型可以恢复对应的柱坐标下的宏观连续方程、动量方程和能量方程.与现有的轴对称MRT-LB模型相比,本文采用的非正交转换矩阵中含有更多的零元素,因而具有更高的计算效率.采用本文模型对几种典型的轴对称热流动问题,包括热Womersley流动、竖直圆柱体内的Rayleigh-Bénard对流和环形柱体内的自然对流进行了数值模拟,通过等温线图和流线图以及定量数据的对比,验证了本文模型的可行性和可靠性.并且数值模拟结果表明,相对现有模型,本文模型具有更好的数值稳定性和计算效率.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张家忠	西安交通大学能源与动力工程学院	47	217	9.0	12.0
2	王恒	西安交通大学能源与动力工程学院	6	48	3.0	6.0
3	王佐	西安交通大学能源与动力工程学院	2	7	2.0	2.0