格子 Boltzmann 算法在湍流不混溶 Rayleigh-Taylor 系统中的验证与应用
流体动力学
2021-12-13 v3 计算物理
摘要
我们开发了一种在多 GPU 上实现 Shan-Chen 伪势的二维 Rayleigh--Taylor 湍流多组分格子 Boltzmann（LB）模型。在不混溶情形下，该方法能够准确克服完全发展湍流区中出现的复杂界面结构所引起的固有数值复杂性。LB 模型的精度在失稳的早期和晚期均进行了测试。对于已发展的湍流运动，我们分析了描述动能与势能变化的不同项之间的平衡。随后，我们分析了界面在能量平衡中的作用，以及界面诱导的涡量在能量耗散中的效应。对混溶与不混溶流动统计性质进行了比较。我们的结果也可视为将 LB 模型拓展至三维不混溶 Rayleigh-Taylor 湍流应用的首个验证步骤。
引用
@article{arxiv.2101.04847,
title = {Validation and application of the lattice Boltzmann algorithm for a turbulent immiscible Rayleigh-Taylor system},
author = {Hugo S. Tavares and Luca Biferale and Mauro Sbragaglia and Alexei A. Mailybaev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.04847},
year = {2021}
}
备注
14 pages, 6 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2009.00054