用于在标准格子上模拟热流的耦合格子 Boltzmann 模型
计算物理
2012-02-07 v1 流体动力学
摘要
本文在双分布函数（DDF）方法的框架内，开发了一种用于在标准 D2Q9 格子上模拟热流的耦合格子 Boltzmann（LB）模型，其中考虑了粘性热耗散和压缩功。在该模型中，使用密度分布函数来模拟流场，而使用总能量分布函数来模拟温度场。离散平衡密度和总能量分布函数是通过对相应的连续平衡分布函数进行 Hermite 展开获得的。在宏观动量和能量方程中恢复了由理想气体状态方程给出的压力。动量与能量输运之间的耦合使得该模型适用于一般热流（如非 Boussinesq 流），而标准格子上现有的 DDF LB 模型通常局限于温度变化很小的 Boussinesq 流。同时，保留了 DDF LB 方法的简单结构和基本优势。该模型通过热 Couette 流、衰减驱动的声流以及具有小温差和大温差的方腔自然对流的数值模拟进行了测试。发现数值结果与文献中报道的解析解和/或其他数值结果吻合良好。
引用
@article{arxiv.1109.6672,
title = {Coupling lattice Boltzmann model for simulation of thermal flows on standard lattices},
author = {Q. Li and K. H. Luo and Y. L. He and Y. J. Gao and W. Q. Tao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.6672},
year = {2012}
}
备注
9 figures