非结构运动网格上可压缩流晶格玻尔兹曼模型的任意拉格朗日-欧拉表述
计算物理
2020-05-20 v1
摘要
我们提出将任意拉格朗日-欧拉（ALE）技术应用于可压缩晶格玻尔兹曼模型，以在非结构网格上模拟运动边界问题。为此，将动力学方程从运动物理域映射至固定计算域。计算域中所得方程随后使用非结构网格上二阶精度的有限元重构进行数值求解。结果表明，ALE Navier-Stokes求解器中需特殊处理的几何守恒律（GCL）问题在此并未出现，且模型精确满足GCL。该模型通过包括均匀流保持以及不同马赫数下俯仰与沉浮运动翼型的可压缩绕流在内的一组模拟进行了验证。结果表明其与文献中的实验及其他可用数值结果吻合良好。最后，为展示所提求解器模拟高速流的能力，研究了俯仰翼型上的跨声速流动。结果表明所提模型能够捕捉该流动涉及多个弱激波与边界及剪切层相互作用的复杂特征。
引用
@article{arxiv.2002.04353,
title = {Arbitrary Lagrangian-Eulerian formulation of lattice Boltzmann model for compressible flows on unstructured moving meshes},
author = {Mohammad Hossein Saadat and Ilya V. Karlin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.04353},
year = {2020}
}