基于不可压缩相场理论的二元流体良平衡格子 Boltzmann 模型
流体动力学
2023-11-21 v1 数学物理
math.MP
摘要
在使用格子 Boltzmann 方程(LBE)方法对平衡多相流系统进行数值模拟时，常观察到由离散层面上非期望项未完全抵消所引起的伪速度。为捕捉两相流体系统的物理平衡状态并消除伪速度，我们发展了基于不可压缩相场理论的良平衡LBE模型。在该模型中，通过将对流项视为源项来设计Cahn-Hilliard(CH)方程的平衡分布函数，以避免引入非期望项，从而实现可能的离散力平衡。此外，该方法可获得无散度速度场，有效缓解人工压缩效应的影响并增强数值稳定性。包括平面界面问题、静止液滴及两液滴合并在内的数值测试，证明了本模型具有良平衡特性且稳定性得到改善。
引用
@article{arxiv.2311.10827,
title = {A well-balanced lattice Boltzmann model for binary fluids based on the incompressible phase-field theory},
author = {Long Ju and Peiyao Liu and Bicheng Yan and Jin Bao and Shuyu Sun and Zhaoli Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.10827},
year = {2023}
}