基于不可压缩有限差分格子 Boltzmann 方法的幂律流体梯形腔流动数值模拟
流体动力学
2023-06-14 v1
摘要
本文采用不可压缩有限差分格子 Boltzmann 方法（IFDLBM）对梯形腔内的幂律流体流动进行了数值研究。通过设计平衡分布函数，可以精确恢复 Navier-Stokes 方程（NSEs）。通过坐标变换方法，将物理区域中的贴体网格变换为计算区域中的均匀网格。研究了雷诺数（Re）、幂律指数 和垂直角 {\theta} 对梯形腔的影响。根据数值结果，我们得出一些结论。对于低雷诺数 Re=100，可以发现幂律流体流动的行为随 的增大变得更加复杂。并且随着垂直角 {\theta} 减小，流动变得平缓且涡的数量减少。对于高雷诺数，流动发展变得更加复杂，涡的数量和强度增加。若雷诺数进一步增大，幂律流体会从定常流变为周期流，进而变为湍流。对于定常流，{\theta} 越大，涡越复杂。并且从定常到周期状态的临界雷诺数随幂律指数 的减小而减小。
引用
@article{arxiv.2306.07603,
title = {Numerical Simulation of Power-Law Fluid Flow in a Trapezoidal Cavity using the Incompressible Finite-Difference Lattice Boltzmann Method},
author = {Xinmeng Chen and Zhenhua Chai and Yong Zhao and Baochang Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.07603},
year = {2023}
}