格子Boltzmann方法模拟多孔介质惯性流的边界条件改进

• 作者: 叶洪涛 宁正福 张文通 曾彦 王庆 程志林 陈志礼 隋微波
• 来源期刊: 力学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 格子Boltzmann方法 边界条件 蠕动流 惯性流
• 年，卷（期）: 2019,（1）
• 所属期刊栏目: 流体力学
• 页码范围: 124-134
• 页数: 11页
• 分类号: O351.3
• 字数: 5507字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6052/0459-1879-18-179

摘要

格子Boltzmann方法可以有效地模拟水动力学问题,边界处理方法的选择对于可靠的模拟计算至关重要.本文基于多松弛时间格子Boltzmann模型开展了不同边界条件下,周期对称性结构和不规则结构中流体流动模拟,阐述了不同边界条件的精度和适用范围.此外,引入一种混合式边界处理方法来模拟多孔介质惯性流,结果表明:对于周期性对称结构流动模拟,体力格式边界条件和压力边界处理方法是等效的,两者都能精确地捕捉流体流动特点;而对于非周期性不规则结构,两种边界处理方法并不等价,体力格式边界条件只适用于周期性结构;由于广义化周期性边界条件忽略了垂直主流方向上流体与固体格点的碰撞作用,同样不适合处理不规则模型;体力-压力混合式边界格式能够用来模拟周期性或非周期性结构流体流动,在模拟多孔介质流体惯性流时,比压力边界条件有更大的应用优势,可以获得更大的雷诺数且能保证计算的准确性.