LATTICE BOLTZMANN MODEL FOR SIMULATING VISCOUS COMPRESSIBLE FLOWS
LATTICE BOLTZMANN MODEL FOR SIMULATING VISCOUS COMPRESSIBLE FLOWS
复制标题
用于模拟粘性可压缩流的格子玻尔兹曼模型
DOI：
10.1142/s0129183110015178
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发表时间：
2010-03
影响因子：
1.9
通讯作者：
Tang, G. H.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Y.;Tao, W. Q.;Li, Q.;He, Y. L.;Tang, G. H.
建立了适用于具有可变比热比和普朗特数的粘性可压缩流动的格子Boltzmann模型。与现有格子Boltzmann模型中使用的Maxwell分布函数或圆函数不同，在相空间中引入多项式核函数来恢复Navier-Stokes-Fourier方程。利用拉格朗日插值对多项式核函数进行离散化，得到离散的平衡密度分布函数和平衡总能量分布函数。然后通过状态方程耦合平衡分布函数。在这个框架内，粘性可压缩流的模型提出。数值试验包括Sod激波管、双马赫反射和热Couette流，从亚音速到超音速流动，以验证本模型。特别是，离散Boltzmann方程与Bhatnagar-Gross-Krook近似的有限差分法求解。数值结果与精确解或解析解吻合良好。该模型在热可压缩流动等复杂流体系统的研究中具有潜在的应用价值。
A lattice Boltzmann model is developed for viscous compressible flows with flexible specific-heat ratio and Prandtl number. Unlike the Maxwellian distribution function or circle function used in the existing lattice Boltzmann models, a polynomial kernel function in the phase space is introduced to recover the Navier–Stokes–Fourier equations. A discrete equilibrium density distribution function and a discrete equilibrium total energy distribution function are obtained from the discretization of the polynomial kernel function with Lagrangian interpolation. The equilibrium distribution functions are then coupled via the equation of state. In this framework, a model for viscous compressible flows is proposed. Several numerical tests from subsonic to supersonic flows, including the Sod shock tube, the double Mach reflection and the thermal Couette flow, are simulated to validate the present model. In particular, the discrete Boltzmann equation with the Bhatnagar–Gross–Krook approximation is solved by the finite-difference method. Numerical results agree well with the exact or analytic solutions. The present model has potential application in the study of complex fluid systems such as thermal compressible flows.
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A. Xu
通讯作者：
A. Xu
影响因子：
2.4
作者：
Kataoka, T;Tsutahara, M
通讯作者：
Tsutahara, M
DOI：
10.1103/physreve.69.056702
发表时间：
2004-05
期刊：
Physical review. E, Statistical, nonlinear, and soft matter physics
影响因子：
--
作者：
T. Kataoka;M. Tsutahara
通讯作者：
T. Kataoka;M. Tsutahara