有限克努森数下壁面有界流的高阶格子 Boltzmann 模型
流体动力学
2016-08-03 v1
摘要
我们分析了大量用于求解有限克努森数流动的 Boltzmann-BGK 方程的高阶离散速度模型。利用 Chapman-Enskog 形式体系，我们证明了等温流中一个可识别低马赫数下所分辨流动区域的关系。尽管高阶格子 Boltzmann 模型能恢复超出 Navier-Stokes 层次的流动区域，但我们观察到若干模型与参考结果存在显著偏差。我们发现这是由于它们无法精确恢复 Maxwell 边界条件。通过使用气体-表面相互作用的补充条件，我们展示了如何系统性地生成任意阶的离散速度模型，其天生能够精确满足漫反射 Maxwell 边界条件。高阶求积与边界条件的精确表示这两者对于获得可靠结果都至关重要。对于 Poiseuille 流，我们能够复现质量流和滑移速度直至克努森数为 1。此外，对于小克努森数，克努森层行为得以恢复。
引用
@article{arxiv.1510.08886,
title = {High-order lattice Boltzmann models for wall-bounded flows at finite Knudsen numbers},
author = {C. Feuchter and W. Schleifenbaum},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.08886},
year = {2016}
}
备注
29 pages, 29 figures