收藏本站
《华中科技大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

均匀各向同性湍流的格子Boltzmann模拟

沈峰  
【摘要】:格子Boltzmann方法是近年来新兴的一种复杂流动介观模拟方法,如何将其应用于湍流的数值模拟是理论和实践中十分关心的问题,本文围绕格子Boltzmann方法模拟湍流所涉及的初始化处理,网格和均匀各向同性湍流开展了研究,具体内容如下: 论文首先应用格子Boltzmann方法对有解析解的两类简单的流动----二维Taylor-Green涡流和三维Beltrami流体进行数值模拟。通过对不同条件下流场的压力场值以及总动能的计算,详细讨论了初始化处理、流体粘度以及计算网格数等三个条件对模拟结果的影响,结果表明:初始化对压力场的影响较大,当初始的压力场值为零时,压力场达到相对稳定状态的迭代时间较长。在计算的初期,压力的波动很明显,误差也较大,而当压力场达到稳定后,计算的误差值较小,而压力场对流场总动能的影响相对较小,压力场为零时,计算的误差相对较大;粘性系数越小,格子Boltzmann方法能够在能量损失更小的条件下与真实值保持稳定,且计算的误差值更小;计算区域的网格数则直接影响计算的效果,当每个坐标方向划分的网格数大于8时,计算的网格数越大,计算的结果越准确,而当每个坐标方向的网格数接近8时,格子Boltzmann方法计算得到的结果出现失真。 论文最后通过初始化处理,流体粘度以及网格密度等一些条件的讨论结果,运用格子Boltzmann方法对均匀各向同性衰减湍流开展了初步的直接数值模拟,对比不同时刻流体速度场和涡量场的结果表明,格子Boltzmann方法是一种可行的湍流数值模拟方法。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O357.5

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 胡 欣,黄永念,崔 勇,曾 毅;一种寻求层状流动新解的方法[J];力学学报;2002年03期
2 黄永念,胡欣;Beltrami流动的球涡解的张量表示及其对称性分析[J];应用数学和力学;2002年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 是长春;黄永念;陈耀松;;ON THE BELTRAMI FLOWS[J];Acta Mechanica Sinica;1992年04期
2 单筱攸;浅析范德瓦尔斯气体的各种过程[J];鞍山师范学院学报;2004年04期
3 张东;张宁;;物理学中的熵理论及其应用研究[J];北京联合大学学报(自然科学版);2007年01期
4 刘永军;;温熵图在热力学中的应用[J];兵团教育学院学报;2008年06期
5 孙元和;;负温下的热力学第二定律[J];赤峰学院学报(自然科学版);2012年05期
6 谢然红,岳文正,陶果,肖立志,冯启宁;基于格子气自动机的岩心数值实验新方法[J];测井技术;2003年06期
7 刘成有;润湿现象的解释[J];重庆师范学院学报(自然科学版);2000年S1期
8 魏杏枝;考虑分子碰撞时理想气体内部压强公式的推导[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2000年03期
9 任天忠;门富云;;浅谈熵增原理对经济的作用[J];沧州师范专科学校学报;2006年02期
10 秦万广,赵岩,宋更新;在P-V线性过程中摩尔热容的分析[J];东北电力学院学报;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 王明皓;符松;;自然对流中螺旋结构及螺度分析[A];全国流体力学青年研讨会论文集[C];2001年
2 张华;;液滴冲击液面的仿真研究[A];第三届全国水力学与水利信息学大会论文集[C];2007年
3 战洪仁;李冬艳;王翠华;张先珍;路海燕;;含湿非饱和多孔介质微观干燥过程的可视化研究[A];2006全国能源与热工学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴锋;基于GPU并行计算的数值模拟与燃煤锅炉系统的优化研究[D];浙江大学;2010年
2 张建影;用于复Ginzburg-Landau方程的格子Boltzmann方法[D];吉林大学;2011年
3 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
4 周陆军;磁流体流动及能量传递特性的多尺度研究[D];南京理工大学;2010年
5 赵凯;基于孔隙尺度的多孔介质流动与传热机理研究[D];南京理工大学;2010年
6 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
7 曾建邦;基于气泡生长及多相流动的格子Boltzmann模型及应用研究[D];重庆大学;2011年
8 郑海成;格子Boltzmann模拟动边界流动问题[D];吉林大学;2011年
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 郑营;基于元胞自动机模型的火灾环境下人员疏散研究[D];北京交通大学;2011年
3 杨婷;红细胞在微小血管中的流动理论分析[D];山东大学;2011年
4 王华龙;致密多孔介质内气体流动和传热的格子Boltzmann模拟[D];华中科技大学;2009年
5 邬小军;静止和转动圆柱绕流的格子Boltzmann模拟[D];华中科技大学;2009年
6 张稳;热声发动机特性的多速格子气模拟[D];华中科技大学;2009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 李国平;二维方腔内非牛顿流体的格子Boltzmann模拟[D];华中科技大学;2010年
9 张李超;微尺度流体流动和混合的LBM模拟[D];清华大学;2010年
10 陈卫华;封闭空间的空气品质数值研究[D];南京航空航天大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 是长春,黄永念,叶戈,江涛;高阶球形涡的一般性质及三阶球形涡的混沌现象[J];应用数学和力学;1994年04期
2 黄永念,胡欣;流体动力学方程的三维旋涡解的可叠加性[J];应用数学和力学;2000年12期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴波,郑楚光,阮剑,黄素逸;十三点格子Boltzmann模型仿真[J];工程热物理学报;2000年04期
2 孙成海;用格子Boltzmann模型模拟可压缩完全气体流动[J];计算物理;2000年04期
3 晏一光,吴波,郑楚光;三维十五点格子Boltzmann模型仿真[J];工程热物理学报;2001年04期
4 ;Automatic Evolutionary Modeling by the Lattice-Boltzmann Method[J];Wuhan University Journal of Natural Sciences;2003年S1期
5 闫广武;用格子Boltzmann方法模拟Belousov-Zhabotinsky反应中的靶型波[J];计算力学学报;2004年02期
6 ;Application of lattice Boltzmann scheme to nanofluids[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2004年02期
7 祖迎庆,施卫平;用格子Boltzmann方法模拟流场中可变形膜的运动[J];力学学报;2005年02期
8 韩善灵;朱平;来新民;林忠钦;;A Multiple Nested Lattice Boltzmann Method and Its Application[J];Journal of Shanghai Jiaotong University(Science);2006年01期
9 ;A simple lattice Boltzmann scheme for low Mach number reactive flows[J];Science in China(Series E:Technological Sciences);2006年06期
10 ;Lattice Boltzmann method and its applications in engineering thermophysics[J];Chinese Science Bulletin;2009年22期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 Yu CHEN;Shulong TENG;Hirotada OHASHI;;On the Lattice Boltzmann Modeling of Multi-Phase Flows[A];Genetic Algorithm and Its Application to Physics, Life Science and Engineering--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];1999年
2 冯士德;;多种粒子相耦合的格子Boltzmann模型[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
3 冯士德;;多组份流体的格子模型Boltzmann[A];第十四届全国水动力学研讨会文集[C];2000年
4 梁宏;施保昌;;基于相场理论的不可压格子Boltzmann两相流模型及其应用[A];第十六届全国流体力学数值方法研讨会2013论文集[C];2013年
5 丁丽霞;施卫平;郑海成;;格子Boltzmann方法模拟圆腔流[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007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 谭玲燕;李秀文;李伟杰;;用Lattice Boltzmann方法模拟腔体内搅动流体[A];第十六届全国流体力学数值方法研讨会2013论文集[C];2013年
8 李志辉;彭傲平;张涵信;;求解Boltzmann模型方程的高性能并行计算方法研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
9 冯士德;毛江玉;任荣彩;;格子Boltzmann数值流体力学[A];钱学森技术科学思想与力学论文集[C];2001年
10 彭傲平;李志辉;吴俊林;;求解Boltzmann模型方程的气体运动论隐式格式及应用研究[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李元;格子Boltzmann方法的应用研究[D];中国科学技术大学;2009年
2 刘超峰;微气体表面粗糙效应的格子Boltzmann模拟[D];复旦大学;2008年
3 杜睿;不可压多松弛格子Boltzmann方法的研究及其应用[D];华中科技大学;2007年
4 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
5 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
6 张建影;用于复Ginzburg-Landau方程的格子Boltzmann方法[D];吉林大学;2011年
7 董银峰;守恒律偏微分方程的格子Boltzmann方法[D];吉林大学;2009年
8 陈胜;格子Boltzmann方法模拟多相(反应)流动[D];华中科技大学;2005年
9 段雅丽;格子Boltzmann方法及其在流体动力学上的一些应用[D];中国科学技术大学;2007年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙凯华;后台阶流动传热的格子Boltzmann模拟[D];天津大学;2009年
2 杨士梅;基于Boltzmann方法绕流的数值计算[D];大庆石油学院;2010年
3 光明;由线性化的Boltzmann方程的解得到二粒子Boltzmann方程的色散关系[D];内蒙古大学;2011年
4 王广超;流体流动的格子Boltzmann方法[D];华中科技大学;2004年
5 魏金波;Boltzmann方程的L~1稳定性和永久型解[D];华中科技大学;2005年
6 孟飞;齐次Boltzmann方程解的逼近[D];南京理工大学;2006年
7 刘晓玲;半导体Boltzmann方程[D];华中科技大学;2006年
8 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
9 申海莲;半满管流的格子Boltzmann数值模拟[D];华北电力大学(北京);2008年
10 田迪;格子Boltzmann方法的原理与应用[D];大庆石油学院;2009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