强制各向同性湍流的单松弛时间与多重修正矩阵格子 Boltzmann 模拟
流体动力学
2023-06-08 v2 数学物理
math.MP
摘要
本文比较了单松弛时间（SRT）与修正矩阵（RM）格子 Boltzmann 模型在分辨率分别为128^3和256^3的三维强制各向同性湍流模拟中的表现。两种模型均采用Guo等人（2002）的强迫技术，并使用相同的参数与条件。我们确认了一些新的方面和结果，例如MRT模型在模拟强制湍流方面的优越性，以及使用Courant-Friedichs-Lewy条件（CFL）（Courant等人，1967），将速度输入乘以系数CFL < 1.0以克服稳定性问题，并将输出速度数据除以相同的CFL。初始速度场取为u(x; 0) = 0，力以固定的强迫幅值10^-4注入到低波数处，所有情形均如此。所有SRT模拟中的单松弛时间设为0.503。结果表明，所获得湍流速度场具有先前理论、实验和数值研究已证实的普适特征。模拟的Taylor雷诺数分别为：128^3情形下SRT: R = 62、MRT: R = 65；256^3情形下SRT: R = 107、MRT: R = 82。为检验SRT模型相对于MRT模型的弱不可压缩性，给出了密度概率分布函数（PDF），发现MRT情形下的ρ在所有时间步几乎为1，而SRT情形下观察到关于1的明显扰动。
引用
@article{arxiv.2207.04400,
title = {Single Relaxation Time and Multiple Revised Matrix Lattice Boltzmann Simulations of Forced Isotropic Turbulence},
author = {Waleed Abdel Kareem and Pietro Asinari and Sauro Succi and Seiichiro Izawa and Yu Fukunishi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.04400},
year = {2023}
}
备注
I have to add more figures and discussions