稀薄气体流经不规则通道的离散速度法与格子玻尔兹曼法比较研究
流体动力学
2017-08-30 v1
摘要
源于气体运动论，格子玻尔兹曼方法是模拟流体动力学的有力工具。在过去的十年中，它已被扩展用于模拟超出纳维-斯托克斯层次的稀薄气体流动，或是通过使用高阶高斯-埃尔米特求积，或是通过引入作为气壁距离函数的弛豫时间。前者方法具有有限数量的离散速度（即 D2Q36），其准确性可达早期过渡流区；而后者方法具有与模拟流体动力学时相同的离散速度（即 D2Q9），在两块平行板间的泊肃叶流中其准确性可达自由分子流区。这颇为令人惊讶，因为更多的离散速度反而准确性更低。在本文中，我们通过离散速度法精确求解 Bhatnagar-Gross-Krook 动力学方程，发现格子玻尔兹曼法在模拟流经粗糙表面和多孔介质的稀薄气体流动时准确性显著降低。我们的模拟结果可作为基准案例，用于未来开发格子玻尔兹曼法以建模和模拟复杂几何中的稀薄气体流动。
引用
@article{arxiv.1704.03126,
title = {Comparative study of the discrete velocity and lattice Boltzmann methods for rarefied gas flows through irregular channels},
author = {Scott Lindsay and Wei Su and Haihu Liu and Lei Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.03126},
year = {2017}
}