反应流的 Burnett 阶多弛豫时间中心矩离散 Boltzmann 建模
流体动力学
2025-07-08 v1 计算物理
摘要
针对可压缩反应流,开发了一种多弛豫时间中心矩离散 Boltzmann 方法(CDBM),该方法结合了化学反应效应。Chapman-Enskog 多尺度分析表明,该模型在流体动力学极限下恢复了 Burnett 方程,且具有可调的比热比和 Prandtl 数。在 CDBM 框架内,统一的 Boltzmann 方程控制着流体动力学变量、热力学量和高阶中心矩的演化。碰撞项和反应项通过矩阵求逆法一致计算。构建并采用了一种具有良好空间对称性的二维二十五离散速度模型。该模型通过热 Couette 流、均相化学反应、稳态爆轰波和两个爆轰波碰撞的模拟进行了验证。本工作提出了一种通用的数值模拟工具,能够处理以流体动力学和热力学非平衡效应为特征的复杂反应流,适用于科学研究和工程实践。
引用
@article{arxiv.2507.03877,
title = {Burnett-level multi-relaxation-time central-moment discrete Boltzmann modeling of reactive flows},
author = {Qingbin Wu and Chuandong Lin and Huilin Lai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.03877},
year = {2025}
}
备注
36 pages,13 figures