收藏本站
《吉林大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于格子Boltzmann模型的Kuramoto-Sivashinsky方程的数值模拟研究

叶丽娜  
【摘要】:格子Boltzmann方法从诞生之日起,就引起了众多科学家的兴趣。近二十年来,它已经逐步发展成为计算流体力学领域的一个强有力的工具。格子Boltzmann方法已经被广泛地应用于多相多质流、粒子悬浮流、多孔介质流、磁流体力学、反应扩散系统、非牛顿流体、湍流、微/纳米尺度流、不可压缩流等许多研究领域。目前,用格子Boltzmann方法研究偏微分物理方程已经成为热点。本文研究了Kuramoto- Sivashinsky方程的格子Boltzmann方法数值模拟,具体内容如下: 在第1章中,对格子Boltzmann方法进行了综述。 在第2章中,给出了格子Boltzmann方法的基础理论。格子Boltzmann方法的基本思想是:构造简化的动力学模型,这些模型结合了微观模型和介观物理过程的本质物理,从而使宏观平均性质服从预期的宏观方程。将空间离散成网格,时间离散成等步长,将Boltzmann积微分方程表示成格子Boltzmann方程。通过对此方程中的分布函数作时间多尺度展开和Chapman-Enskog展开,可得到系列偏微分方程,从而可获得平衡态分布函数的各阶矩。通过假设粒子满足质量守恒和动量守恒,可以确定平衡态分布函数,进而可以进行迭代运算。 在第3章中,我们构造了Kuramoto-Sivashinsky方程的格子Boltzmann模型。我们采用的是一维5-bit模型,通过选取合适的平衡态分布函数的矩的具体表达式,恢复到四阶误差精度的Kuramoto- Sivashinsky方程,并得到截断误差项的表达式,应用Hirt启示性稳定性理论对其进行分析,给出稳定条件。我们对上述模型进行了数值检验,对几个数值算例进行了数值模拟。结果表明,格子Boltzmann方法可以用来模拟Kuramoto- Sivashinsky方程,结果令人满意。 最后,给出了本文的结论。格子Boltzmann方法是用来模拟Kuramoto- Sivashinsky方程的一种有效的数值方法。在将来的工作中,我们可以对Kuramoto- Sivashinsky方程的二维、三维格子Boltzmann模型做进一步的研究讨论。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O354

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 阎广武;陈耀松;胡守信;;A LATTICE BOLTZMANN METHOD FOR KDV EQUATION[J];Acta Mechanica Sinica;1998年01期
2 刘曰武,周富信,闫广武;Lattice Boltzmann方法模拟多孔介质Klinkenberg效应(英文)[J];计算物理;2003年02期
3 闫广武;二维剪切流的格子Boltzmann模拟[J];水动力学研究与进展(A辑);2003年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张飞,汪继文;一维溃坝问题的间断Galerkin方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年02期
2 闫广武;胡守信;;SIMPLE LATTICE BOLTZMANN MODEL FOR TRAFFIC FLOWS[J];Acta Mechanica Sinica;2000年01期
3 姚兴军;张凤阳;王正东;章文俊;;基于VOF和CSF方法的变截面毛细流动数值建模[J];半导体技术;2011年02期
4 沈钦灿;陶钢;;极超音速成型装药射流头部激波作用下的真实气体效应分析[J];兵工学报;2009年05期
5 吴开腾;张莉;;一类三维基于通量分裂的高精度MmB差分格式[J];兵工学报;2010年S1期
6 昌中宏;朱之丽;唐海龙;;航空发动机一维数值仿真[J];北京航空航天大学学报;2009年05期
7 张斌;刘宇;王革;;激波与物质界面相互作用的数值模拟[J];北京航空航天大学学报;2009年10期
8 周应国;申长雨;陈静波;;半结晶性聚合物熔体冷却过程双尺度模拟[J];北京科技大学学报;2007年02期
9 苗佩云,袁曾凤;同心发射筒燃气开盖技术[J];北京理工大学学报;2004年04期
10 张志江;徐更光;史锐;;基于Level-Set的多介质流体动力学数值分析[J];北京理工大学学报;2007年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王成;郝莉;宁建国;;多物质界面追踪方法研究[A];第八届全国爆炸力学学术会议论文集[C];2007年
2 沈钦灿;陶钢;;极超音速强激波作用下真实气体效应分析[A];第十三届全国激波与激波管学术会议论文集[C];2008年
3 吴开腾;张莉;;一类三维基于通量分裂的高精度MmB差分格式[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
4 谢昌坦;王革;;强激波与气-水界面相互作用的数值模拟[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
5 强洪夫;陈福振;高巍然;;基于SPH方法的表面张力修正算法及其应用[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
6 王博;李文成;邓子辰;;基于间断有限元方法的高精度数值计算[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
7 缪国平;朱仁传;程建生;王景全;;海上风电场建设与海洋工程装备研发中若干水动力学关键技术问题[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
8 汪迎春;汪德爟;;立面溃坝水气两相流计算[A];第二十一届全国水动力学研讨会暨第八届全国水动力学学术会议暨两岸船舶与海洋工程水动力学研讨会文集[C];2008年
9 邹琳江;裘欣;邹得球;;钢包烘烤器的数值模拟[A];第八届全国冶金工艺理论学术会议论文专辑[C];2005年
10 刘建军;裴桂红;薛强;;微流边界层对孔隙介质渗流的影响[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(上册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈艺冰;多介质流体力学计算的GKS方法研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 付天光;逐孔起爆技术应用基础研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
4 韩书谟;1100kV GIS中SF6断路器关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
5 朱伟亮;基于大涡模拟的CFD入口条件及脉动风压模拟研究[D];北京交通大学;2011年
6 闫铂;反应扩散方程的格子Boltzmann方法及数值模拟[D];吉林大学;2011年
7 张建影;用于复Ginzburg-Landau方程的格子Boltzmann方法[D];吉林大学;2011年
8 刘玉锦;气体动力学燃烧模型的初值问题[D];上海大学;2011年
9 王筱蓉;冲压增程炮弹进气道型面气动优化方法研究[D];南京理工大学;2010年
10 曹文炅;铸造充型过程SPH方法建模及数值模拟[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯建军;高温矿井热环境数值模拟及热害控制技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 任健;辐射热传导方程九点格式的研究与应用[D];中国工程物理研究院;2010年
3 李连举;轴流式通风机气动噪声分布特性的数值研究[D];山东科技大学;2010年
4 罗富强;扁管管壳式换热器数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 侯鹏;基于双曲型方程RKDG法在流场及声场中的数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 高慧颖;基于CFD的大型船舶球艏线型设计比较研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 郭涛;偏流板性能的分析与计算[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 刘丽莉;电磁场驱动下的液体流动实验与模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 张凤阳;倒装芯片封装中下填充流动行为的数值模拟[D];华东理工大学;2011年
10 刘伟;基于混合网格的高阶间断Galerkin/有限体积混合算法的研究[D];中国空气动力研究与发展中心;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 邹秀芬;对流扩散方程的格点模型[J];计算物理;1996年03期
2 阎广武,胡守信,施卫平;守恒方程的差分型格子气方法[J];计算物理;1997年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王振林,李振亚;自旋S=1座稀释蜂窝格子的伊辛模型[J];物理学报;1990年08期
2 吴坚,梁珍璇,李荫藩;拉格朗日坐标下的三角形网格重分技术[J];数值计算与计算机应用;1994年04期
3 赵立宽;岳晓鹏;许春明;;关于斯坦因豪斯棋盘问题的又一证明[J];中国科技信息;2008年24期
4 ;思维擂台赛[J];发明与创新(综合版);2009年06期
5 子愚;谈格子[J];中国青年科技;1997年11期
6 苏先基;云纹方法——介绍一个有效的应变场测量方法[J];力学进展;1973年06期
7 ;相变与临界观象(Ⅴ)——模型理论综述[J];物理学进展;1981年04期
8 梁友棟;;两条平曲线的接触的协变图形与其几何解释[J];复旦学报(自然科学版);1957年01期
9 刘钧;;Lienard型方程的转化研究[J];武汉科技大学学报(自然科学版);1980年01期
10 赵殿林;安吉庆;;Maxwell方程的C′M′P′T′变换[J];新疆大学学报(自然科学版);1982年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 方科;陈锋;苏雁军;;一种环境水质的格子Boltzmann建模研究[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
2 赫万恒;钱跃竑;;浅水波方程的格子Boltzmann模拟[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
3 董宇红;;基于格子Boltzmann方程的大涡模拟及湍流时空关联性的研究[A];第十二届现代数学和力学会议论文集[C];2010年
4 ;The Gap between Linearized Poisson-Boltzmann Theory and DLVO Theory[A];第七届全国液体和软物质物理学术会议程序册及论文摘要集[C];2010年
5 ;A Fluctuating Lattice-Boltzmann Model for Direct Numerical Simulation of Particle's Brownian Motion[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(下)[C];2008年
6 李志辉;方明;唐少强;;气体运动论统一算法与DSMC方法描述Boltzmann方程的一致性研究[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
7 戴传山;刘学章;;格子Boltzmann方法用于多孔介质与自由流体开口腔体内自然对流的数值模拟研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
8 梁功有;曾忠;张永祥;张良奇;姚丽萍;邱周华;;封闭方腔内自然对流的格子Boltzmann方法模拟[A];重庆力学学会2009年学术年会论文集[C];2009年
9 戴传山;李琪;;微纳米颗粒群外绕恒壁温圆管沉积特性[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
10 陈瑜;蔡庆东;;基于四叉树网格的格子玻尔兹曼方法[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 尚德荣;格子裙给冬天点颜色[N];中国质量报;2000年
2 YMG记者 王波 凌云鹏 通讯员 潘鲁宁;“爱心格子店”培育爱心[N];烟台日报;2010年
3 王炳坤陈光明;格子店“试水”鞍山,投资百元可当老板[N];新华每日电讯;2008年
4 本报记者 顾一琼;“格子铺”赢得年轻人青睐[N];文汇报;2008年
5 罗闻;格子装尽显柔情[N];中国商报;2001年
6 廖晓生;花90元租个“格子”当老板[N];南昌日报;2008年
7 胡彦殊;“格子铺”成长要迈三道坎[N];四川日报;2008年
8 本报实习记者 王培根;用百万格子赚百万美元![N];电脑报;2005年
9 本报记者 傅盛宁实习生 吴翀;“格子店”:低成本创业[N];深圳商报;2008年
10 林志芳;武汉“格子铺”无人问津[N];市场报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张建影;用于复Ginzburg-Landau方程的格子Boltzmann方法[D];吉林大学;2011年
2 刘芳;格子Boltzmann方法求解偏微分方程的相关研究[D];吉林大学;2011年
3 王勇;格子Boltzmann方法在热声领域的应用及热声谐振管可视化实验研究[D];西安交通大学;2009年
4 李俏杰;格子Boltzmann方法在几类典型偏分方程及高速压制成形中的应用[D];中南大学;2012年
5 史秀波;用于波动方程的格子Boltzmann方法及数值模拟研究[D];吉林大学;2010年
6 郑林;微尺度流动与传热传质的格子Boltzmann方法[D];华中科技大学;2010年
7 闫铂;反应扩散方程的格子Boltzmann方法及数值模拟[D];吉林大学;2011年
8 谭玲燕;用格子Boltzmann方法模拟圆柱的搅动流动及减阻[D];吉林大学;2011年
9 武芳芳;用格子Boltzmann方法求解一类变系数偏微分方程[D];吉林大学;2012年
10 李秀文;用格子Boltzmann方法模拟电磁力作用下的流动问题[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 叶丽娜;基于格子Boltzmann模型的Kuramoto-Sivashinsky方程的数值模拟研究[D];吉林大学;2011年
2 沈峰;均匀各向同性湍流的格子Boltzmann模拟[D];华中科技大学;2009年
3 陈元建;基于小时间尺度Euler方程的格子Boltzmann模型[D];吉林大学;2010年
4 王辉;基于格子Boltzmann方法的建筑流场仿真研究[D];西安建筑科技大学;2010年
5 许鹤林;格子Boltzmann方法理论及其在流体动力学中的应用研究[D];复旦大学;2010年
6 陈林婕;几类非线性偏微分方程的格子Boltzmann方法[D];福建师范大学;2010年
7 邓玉瑾;热声谐振管中声振荡的格子Boltzmann模拟[D];华中科技大学;2009年
8 王英英;基于格子Boltzmann方法的海流能水轮机大雷诺数模拟研究[D];中国海洋大学;2011年
9 赵胤智;基于格子Boltzmann方法的轨道动边界模拟[D];华中科技大学;2011年
10 皮兴才;格子Boltzmann方法及其在微流动中的应用研究[D];国防科学技术大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026