高雷诺数流动下格子玻尔兹曼方法的正则化特征边界条件
流体动力学
2017-01-27 v1
摘要
本文报道了为将特征边界条件（CBC）适配于格子玻尔兹曼形式以用于高雷诺数应用所开展的研究。在开源 LBM 代码中实现并测试了三种 CBC 形式：基线局部一维无粘（BL-LODI）方法、包含横向项效应的扩展（CBC-2D），以及将问题在入射波框架下重新表述的局部流线方法（LS-LODI）。随后，所有 CBC 方法的实现针对多种测试用例进行了测试，范围从典型问题（如二维平面波与球面波、二维涡）到代表航空应用的高雷诺数（）二维 NACA 翼型。LS-LODI 方法对纯声波（平面波与球面波）提供了最佳结果。然而，它并不适合对流涡的出流，对此，结合密度与横波松弛的 CBC-2D 提供了最佳结果。关于数值稳定性，正则化适配对于模拟高雷诺数流动是必要的。所谓正则化 FD（有限差分）适配——一种改进的正则化方法，其中应力张量的非平衡部分借助有限差分格式计算——是唯一能处理高雷诺数计算的被测适配方案。
引用
@article{arxiv.1701.07734,
title = {Regularized characteristic boundary conditions for the Lattice-Boltzmann methods at high Reynolds number flows},
author = {Gauthier Wissocq and Nicolas Gourdain and Orestis Malaspinas and Alexandre Eyssartier},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.07734},
year = {2017}
}
备注
16 pages, 15 figures