标准格点上用于亚音速与超音速流动的可压缩混合格子 Boltzmann 方法改进
流体动力学
2020-11-05 v3 计算物理
摘要
本文提出了一种 D2Q9 混合格子 Boltzmann 方法（HLBM），用于模拟可压缩亚音速与超音速流动。该 HLBM 是 Feng 等人模型 [12] 的扩展，原模型经不同测试用例发现对超音速情形不稳定。改进包括：(1) 对格子闭合修正项的新离散化，使超音速流动的正确模拟成为可能；(2) 考虑多原子气体的修正黏性应力张量；(3) 与正则化形式相符的黏性热产生项的新离散化。最终得到一种混合方法，以 LBM 算法求解质量与动量方程，以有限体积法求解基于熵的能量方程。该方法完全恢复带理想气体状态方程的 Navier-Stokes-Fourier 方程物理，并适用于从亚音速到超音速的区间。随后通过光滑流动与含激波流动成功验证。所提模型被证明是模拟可压缩流动时经典 Navier-Stokes 方法的一种高效、准确且稳健的替代方案。
引用
@article{arxiv.2002.03644,
title = {Improved compressible Hybrid Lattice Boltzmann Method on standard lattice for subsonic and supersonic flows},
author = {Florian Renard and Yongliang Feng and Jean-François Boussuge and Pierre Sagaut},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.03644},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 15 figures