Lattice Boltzmann simulation for high-speed compressible viscous flows with a boundary layer
Lattice Boltzmann simulation for high-speed compressible viscous flows with a boundary layer
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具有边界层的高速可压缩粘性流的格子玻尔兹曼模拟
DOI：
10.1016/j.apm.2017.03.016
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发表时间：
2017-08
影响因子：
5
通讯作者：
Chen Rong-Qian
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Qiu Ruo-Fan;You Yan-Cheng;Zhu Cheng-Xiang;Chen Rong-Qian
本文采用格子Boltzmann方法模拟有边界层的高速可压缩粘性流动。Li等人提出的耦合双分布函数格子Boltzmann方法。(2007)由于其良好的数值稳定性和非自由参数特性而被采用。为了在边界层问题中获得精确的空间分辨率，在精细网格中对壁面边界进行了非均匀网格构造，对有限差分法进行了适当的壁面边界处理。在格子Boltzmann数值模拟中，解决了高速粘性流动中的三个典型问题，即可压缩边界层问题、激波问题和激波边界层干扰问题。此外，还与格子Boltzmann模型中的无振荡非自由参数耗散(NND)格式和二阶迎风格式进行了深入的比较。模拟结果表明，格子Boltzmann方法在模拟有边界层的高速可压缩粘性流动方面具有很大的潜力。由于格子Boltzmann方法对于高速可压缩粘性流动的应用仍然不成熟，因此还需要进一步的研究(例如，更好的数值模型和适当的有限差分格式)。
In this study, the lattice Boltzmann method is employed for simulating high-speed compressible viscous flows with a boundary layer. The coupled double-distribution-function lattice Boltzmann method proposed by Li et al. (2007) is employed because of its good numerical stability and non-free-parameter feature. The non-uniform mesh construction near the wall boundary in fine grids is combined with an appropriate wall boundary treatment for the finite difference method in order to obtain accurate spatial resolution in the boundary layer problem. Three typical problems in high-speed viscous flows are solved in the lattice Boltzmann simulation, i.e., the compressible boundary layer problem, shock wave problem, and shock boundary layer interaction problem. In addition, in-depth comparisons are made with the non-oscillatory and non-free-parameter dissipation (NND) scheme and second order upwind scheme in the present lattice Boltzmann model. Our simulation results indicate the great potential of the lattice Boltzmann method for simulating high-speed compressible viscous flows with a boundary layer. Further research is needed (e.g., better numerical models and appropriate finite difference schemes) because the lattice Boltzmann method is still immature for high-speed compressible viscous flow applications.
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DOI：
10.1016/j.jcp.2015.07.060
发表时间：
2015-11
期刊：
J. Comput. Phys.
影响因子：
--
作者：
Y. Sun;C. Shu;C. Teo;Yan Wang;Liming Yang
通讯作者：
Y. Sun;C. Shu;C. Teo;Yan Wang;Liming Yang
影响因子：
5
作者：
Hao Zhou;G. Mo;K. Cen
通讯作者：
Hao Zhou;G. Mo;K. Cen
影响因子：
2.4
作者：
Chenghai Sun
通讯作者：
Chenghai Sun
影响因子：
1.9
作者：
N. Martys
通讯作者：
N. Martys
用于模拟粘性可压缩流的格子玻尔兹曼模型
影响因子：
1.9
作者：
Wang, Y.;Tao, W. Q.;Li, Q.;He, Y. L.;Tang, G. H.
通讯作者：
Tang, G. H.