一种用于滤波谱元格子玻尔兹曼方法的通量反弹格式
流体动力学
2025-12-09 v2 计算物理
摘要
我们开发了一种带通量反弹（FBB）格式的谱元格子玻尔兹曼方法（SELBM），以实现对非结构网格中单相流体动力学的精确模拟。我们采用迁移过程的 Eulerian 描述来替代常规 LBM 中的完美平移。使用谱元方法对对流项进行空间离散，并使用强稳定保持 Runge-Kutta（SSPRK）方法进行时间积分。为提高稳定性，我们研究了显式滤波器的使用，特别是在敏感的双剪切层问题中。结果表明，使用高阶多项式可以有效消除颈部区域附近的小涡。我们引入通量反弹格式以使当前格式能够处理复杂边界。通过基准仿真验证了所提格式和通量边界方法，包括非定常 Couette 流和平面 Poiseuille 流。通过 Taylor-Green 涡问题提供了进一步验证，证明了该格式在各项同性湍流中的准确性与收敛性。最后，我们考虑了圆柱管道内的完全发展湍流，并正确预测了湍流边界层剖面。
引用
@article{arxiv.2509.19171,
title = {A flux bounce-back scheme for the filtered Spectral Element Lattice Boltzmann Method},
author = {Chunheng Zhao and Saumil Patel and Hai Lu Lin and Misun Min and Taehun Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.19171},
year = {2025}
}