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提高格子玻尔兹曼格式的稳定性和精度:递归性与正则化

流体动力学 2015-05-27 v1

摘要

本文提出了一种格子玻尔兹曼格式,相较于标准的单松弛时间或多松弛时间(MRT)方法,表现出更高的稳定性和精度。该格式基于单松弛时间模型,并应用了一种特殊的正则化过程。这种正则化基于以下事实:对于无热流,存在一种递归方式,用密度、速度和应力张量来表示任意阶(在埃尔米特级数意义上)的速度分布函数。进行了线性稳定性分析,显示相较于现有模型增强了频散/耗散关系。随后该模型在两个(一个二维和一个三维)中等高雷诺数(Re1000\mathrm{Re}\sim 1000)和中等马赫数(Ma0.5\mathrm{Ma}\sim 0.5)的模拟中得到验证。在两种情况下,结果均与MRT模型比较,且本文模型展现出增强的精度和稳定性。

关键词

引用

@article{arxiv.1505.06900,
  title  = {Increasing stability and accuracy of the lattice Boltzmann scheme: recursivity and regularization},
  author = {Orestis Malaspinas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1505.06900},
  year   = {2015}
}