热流的格子Boltzmann方法：连续极限及其在可压缩Rayleigh-Taylor系统中的应用
混沌动力学
2015-05-19 v1
摘要
我们计算了最近在[Sbragaglia等人，J. Fluid Mech. 628 299 (2009)]中提出的可压缩热流格子动力学方程新形式的连续热流体动力学极限。我们证明，其流体动力学流形由理想流体的正确可压缩Fourier-Navier-Stokes方程给出。我们通过Rayleigh-Bénard可压缩系统中对流转变的精确结果以及与有限差分格式的直接比较，验证了该数值算法。该方法在顶壁和底壁之间的温度跳跃高达平均体温度50%时仍稳定可靠。我们使用该方法研究可压缩分层流的Rayleigh-Taylor不稳定性，并确定了在Atwood数高达At~0.4时混合层随Atwood数的增长。我们强调了绝热梯度在阻止高分层情况下混合层增长中的作用，并量化了分辨率为Lx×Lz=1664×4400、Rayleigh数高达Ra~2×10^10的二维Rayleigh-Taylor系统中尖峰和气泡的不对称增长率。
引用
@article{arxiv.1005.3639,
title = {Lattice Boltzmann Methods for thermal flows: continuum limit and applications to compressible Rayleigh-Taylor systems},
author = {Andrea Scagliarini and Luca Biferale and Mauro Sbragaglia and Kazuyasu Sugiyama and Federico Toschi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1005.3639},
year = {2015}
}
备注
26 pages, 13 figures