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基于相场模型的三相Rayleigh-Taylor不稳定性的格子Boltzmann方法模拟
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作者 杨旭光 王欣 袁晓垒 《物理学报》 北大核心 2026年第1期443-458,共16页
基于具有守恒性与相容性的N相相场模型,发展了一种用于高效模拟N相非混溶不可压流体流动的正则化格子Boltzmann方法.通过设计辅助矩,该方法能够精确恢复二阶Allen-Cahn方程与修正的动量方程.通过数值模拟三相液滴透镜铺展与三相Kelvin-H... 基于具有守恒性与相容性的N相相场模型,发展了一种用于高效模拟N相非混溶不可压流体流动的正则化格子Boltzmann方法.通过设计辅助矩,该方法能够精确恢复二阶Allen-Cahn方程与修正的动量方程.通过数值模拟三相液滴透镜铺展与三相Kelvin-Helmholtz不稳定性现象,验证了所发展的N相正则化格子Boltzmann方法的正确性与有效性.最后,对三相Rayleigh-Taylor不稳定性进行了数值模拟与分析,重点探究了雷诺数在500≤Re≤20000范围内(特别是高雷诺数Re=20000工况下)相界面的演化过程,定量分析了两个界面处气泡与尖钉的振幅以及无量纲化速度的变化规律. 展开更多
关键词 相场模型 N相不可压流体 格子BOLTZMANN方法 RAYLEIGH-TAYLOR不稳定性
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基于混合格子玻尔兹曼方法的二维多孔介质冷凝
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作者 张泽龙 秦飞飞 《力学学报》 北大核心 2026年第2期425-442,共18页
采用混合格子玻尔兹曼模型开展了二维多孔介质中蒸气冷凝的数值模拟研究,揭示了其中涉及的多相流-相变-传热耦合作用机理.首先对饱和蒸气在竖直亲水与水平疏水过冷壁面上进行冷凝模拟,验证了混合格子玻尔兹曼模型的准确性.将该模型应用... 采用混合格子玻尔兹曼模型开展了二维多孔介质中蒸气冷凝的数值模拟研究,揭示了其中涉及的多相流-相变-传热耦合作用机理.首先对饱和蒸气在竖直亲水与水平疏水过冷壁面上进行冷凝模拟,验证了混合格子玻尔兹曼模型的准确性.将该模型应用在二维均匀多孔介质冷凝模拟中,发现高温蒸气遇到过冷多孔介质后先以液滴状冷凝,而后汇聚连通形成液面.当冷凝液在不同固体层间的孔隙沿流向流动时,气液界面由于毛细力作用呈现“凹-凸”周期性变化.受黏性阻力影响,冷凝液在孔隙内流动缓慢,甚至出现液体阻塞.进一步研究了多孔介质表面润湿性、孔隙率、孔隙排布形式、流体热力学参数对冷凝行为的影响,结果表明:壁面接触角从53°减小为29°时,冷凝量提高约10.9%,且液体阻塞现象被抑制.当孔隙率提高9.37%时,冷凝量增加约28.07%.具有较大热扩散系数的液体能够提高热量传递效率,使得冷凝加快;在导热率及系统输入热量固定、流体比热容增大时,用于相变的热量减小,导致冷凝难以发生.在对比分析4种不同孔隙结构对冷凝过程的影响机理后,提出了“进出口大孔隙率、中间段小孔隙率”的孔隙排布,实现提高蒸气冷凝量约5.11%的同时抑制阻塞. 展开更多
关键词 混合格子玻尔兹曼方法 多孔介质 多相流 冷凝
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对流作用下镁稀土合金枝晶形貌演化的相场-格子波尔兹曼模拟
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作者 王永彪 吴占山 +2 位作者 刘新田 崔弘阳 蒋军杰 《热加工工艺》 北大核心 2026年第3期34-44,共11页
采用相场法耦合格子波尔兹曼算法模拟了镁稀土合金在自然对流和强制对流作用下的枝晶形貌演化过程,讨论了在自然对流和强制对流作用下镁稀土合金等轴晶、柱状晶以及柱状晶-等轴晶转变时的枝晶形貌差异,分析了它们在流场作用下的浓度变... 采用相场法耦合格子波尔兹曼算法模拟了镁稀土合金在自然对流和强制对流作用下的枝晶形貌演化过程,讨论了在自然对流和强制对流作用下镁稀土合金等轴晶、柱状晶以及柱状晶-等轴晶转变时的枝晶形貌差异,分析了它们在流场作用下的浓度变化。结果表明:自然对流会在枝晶尖端形成漩涡,并影响枝晶的生长速度;强制对流的作用改变了枝晶上下游的溶质分布,影响了枝晶的形貌,且使得柱状晶在靠近模拟区域左侧边界处的生长受到不同程度的抑制。 展开更多
关键词 相场法 格子波尔兹曼 镁稀土合金 等轴晶 柱状晶
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基于格子Boltzmann方法的自适应局部网格加密算法
4
作者 张海铭 魏如普 《自动化应用》 2026年第2期238-240,共3页
对于一些复杂流动的模拟,局部网格加密的格子Boltzmann方法能将计算资源更合理地分配给各子区域,提高计算效率。为避免网格耦合的复杂计算,对网格耦合采取新方案。首先,推导出分布函数平衡态部分与非平衡态部分关于Knudsen数的关系式。... 对于一些复杂流动的模拟,局部网格加密的格子Boltzmann方法能将计算资源更合理地分配给各子区域,提高计算效率。为避免网格耦合的复杂计算,对网格耦合采取新方案。首先,推导出分布函数平衡态部分与非平衡态部分关于Knudsen数的关系式。然后,设计一种结合多块网格和多层网格的特殊网格结构,并提供网格耦合的细节和演化计算的完整循环。最后,对顶盖驱动方腔流进行数值模拟,良好的数值结果证实该自适应局部加密算法的可靠性。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 自适应网格加密 网格耦合
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基于格子Boltzmann法的柱群布置对污染物分布影响研究 被引量:1
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作者 夏鹏飞 杜海川 +1 位作者 杜璇 曹德生 《水资源与水工程学报》 北大核心 2025年第2期118-124,133,共8页
在河流、渠道和湖泊等浅水流环境中,污染物的输运现象广泛存在。为了保护水生态环境,研究污染物在这些环境中的分布规律具有重要意义。采用基于D2Q16模型的格子Boltzmann方法(LBM)模拟浅水流动,并利用D2Q5模型对污染物扩散过程进行模拟... 在河流、渠道和湖泊等浅水流环境中,污染物的输运现象广泛存在。为了保护水生态环境,研究污染物在这些环境中的分布规律具有重要意义。采用基于D2Q16模型的格子Boltzmann方法(LBM)模拟浅水流动,并利用D2Q5模型对污染物扩散过程进行模拟,探讨了圆柱群不同间距比、不同布置形式以及水流流速对柱后污染物分布的影响。结果表明:圆柱间距比对于柱后污染物浓度分布的影响较大,当进口流速一定时,随着圆柱间距比的增大,柱后各横断面的污染物分布更加集中,当圆柱间距比L/D为1.0时,各横断面的污染物浓度极值均大于其他圆柱间距比下的污染物浓度极值;当圆柱间距比一定时,随着进口流速的增大,柱后各断面污染物浓度的极值总体上呈现不断下降的趋势;柱群布置形式对于柱后污染物的分布影响较大,正方形布置形式相比于梅花形、梯形和菱形柱后同位置横断面的污染物浓度更小。 展开更多
关键词 污染物分布 污染物浓度 柱群 格子Boltzmann法 浅水方程 数值模拟
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基于格子Boltzmann方法的酸法地浸采铀孔隙尺度反应运移模型研究
6
作者 扶海鹰 杨知蔓 +2 位作者 连檬 丁德馨 贺桂成 《核技术》 北大核心 2025年第9期60-69,共10页
砂岩铀矿酸法地浸开采中的反应运移过程会导致孔隙结构和反应运移参数的演化,基于格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)的孔隙尺度反应运移模型可以直接模拟这一过程。首先,利用LBM的D2Q9和D2Q5模型分别建立流体和溶质的运... 砂岩铀矿酸法地浸开采中的反应运移过程会导致孔隙结构和反应运移参数的演化,基于格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)的孔隙尺度反应运移模型可以直接模拟这一过程。首先,利用LBM的D2Q9和D2Q5模型分别建立流体和溶质的运移模型,随后通过耦合化学反应过程,模拟孔隙介质中碳酸钙的溶解及石膏的沉淀。通过设定浓度阈值动态更新孔隙结构,进而模拟流场、溶质浓度分布及孔隙结构随时间的演化。通过图像分析,计算反应运移参数的变化规律。结果表明,LBM能够直观模拟孔隙结构和反应运移参数的演变,是研究这些过程的有效定量工具。该模型有助于深入理解酸法地浸中的孔隙结构演化机理及堵塞形成机制,并为井场浸出模拟提供参考。 展开更多
关键词 地浸采铀 格子 BOLTZMANN 反应运移 孔隙演化
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基于IPDG的槽道流大涡模拟及亚格子模型影响
7
作者 赵明 肖加兵 +4 位作者 丁秋实 郝世熙 陈雅男 刘伟 刘正先 《航空动力学报》 北大核心 2025年第5期339-349,共11页
在高精度改进内罚间断伽辽金(interior penalty discontinuous Galerkin,IPDG)有限元方法基础上,结合大涡模拟(large eddy simulation,LES)方法对槽道流进行数值模拟研究。研究采用4种亚格子模型(Smagorinsky模型、壁面修正Smagorinsky... 在高精度改进内罚间断伽辽金(interior penalty discontinuous Galerkin,IPDG)有限元方法基础上,结合大涡模拟(large eddy simulation,LES)方法对槽道流进行数值模拟研究。研究采用4种亚格子模型(Smagorinsky模型、壁面修正Smagorinsky模型、壁面适应局部涡黏度(WALE)模型、动态模型)。体马赫数分别为0.2和0.7,分别对应不可压缩和弱可压缩流动。结果表明:在上述IPDG-LES框架内,Smagorinsky模型由于边界层内的过耗散特性精度较低;采用壁面衰减函数修正的Smagorinsky模型可以提升精度,但在近壁区黏度仍然过大;WALE模型和动态模型的结果总体上优于上述Smagorinsky模型,与参考文献较为接近。其中动态模型总体上精度最高。此外,不同模型在体马赫数0.2和0.7时表现近似,说明IPDG-LES方法对弱可压缩流动具有较好适应性。 展开更多
关键词 内罚间断伽辽金(IPDG) 大涡模拟 格子模型 槽道流 亚声速流
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基于格子Boltzmann方法的平板热管相变及耦合传热
8
作者 侯永强 高涵 田野 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第31期13384-13392,共9页
平板热管是一种外部为平板结构壳体,内部通过气液相变进行高效传热的元件。为研究平板热管的流固耦合及相变传热过程,根据平板热管传热物理模型,建立平板热管耦合传热数学模型。使用多松弛伪势格子Boltzmann方法计算热管内流体的相变传... 平板热管是一种外部为平板结构壳体,内部通过气液相变进行高效传热的元件。为研究平板热管的流固耦合及相变传热过程,根据平板热管传热物理模型,建立平板热管耦合传热数学模型。使用多松弛伪势格子Boltzmann方法计算热管内流体的相变传热,结合分区求解、边界耦合求解方式对平板热管流固耦合传热过程进行数值求解。对比多松弛伪势格子Boltzman模型和理论模型求解V形空腔气泡成核过程的结果,求解结果最大误差小于13%,验证了多松弛伪势格子Boltzman模型的准确性。通过对平板热管内的沸腾现象的模拟,得到了平板热管内流体的动态耦合传热温度场分布规律,为平板热管流固耦合及相变传热研究提供新的理论方法。 展开更多
关键词 平板热管 格子BOLTZMANN 流固耦合 相变传热
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光伏熔窑格子体疏通过程控制与分析
9
作者 李卫红 李嘉怡 李佳芮 《建筑玻璃与工业玻璃》 2025年第4期18-20,共3页
0引言光伏玻璃熔窑经过一年的运行,蓄热室格子体孔均会出现不同程度的堵塞现象,不仅对熔窑生产工艺造成影响,也会使大量高温气体进入蓄热室上部空间且不能顺利通过格子体排出,造成蓄热室上部空间内产生漩涡性气流,加剧蓄热室碹顶及碹脚... 0引言光伏玻璃熔窑经过一年的运行,蓄热室格子体孔均会出现不同程度的堵塞现象,不仅对熔窑生产工艺造成影响,也会使大量高温气体进入蓄热室上部空间且不能顺利通过格子体排出,造成蓄热室上部空间内产生漩涡性气流,加剧蓄热室碹顶及碹脚的侵蚀作用,从而影响蓄热室的使用寿命。同时格子体蓄热效能下降会造成天然气能耗增加,因此需要定期对格子体进行疏通。 展开更多
关键词 格子 分析 蓄热室 堵塞 高温气体 疏通过程
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服装裁剪方式演进中条格子布合并生产的可行性研究
10
作者 任丽惠 《化纤与纺织技术》 2025年第10期81-83,共3页
作为服装生产的关键环节,裁床技术的革新对提高整体生产效率具有决定性影响。聚焦裁床生产方式的演进过程,重点探讨条子布与格子布合并生产的可行性,旨在为企业优化生产流程提供科学依据。系统比较传统与现代化生产方式的差异,通过建立... 作为服装生产的关键环节,裁床技术的革新对提高整体生产效率具有决定性影响。聚焦裁床生产方式的演进过程,重点探讨条子布与格子布合并生产的可行性,旨在为企业优化生产流程提供科学依据。系统比较传统与现代化生产方式的差异,通过建立数学模型和实验验证,深入分析合并生产模式在降低材料损耗、提升生产效率方面的潜在优势,并根据目前实施合并生产面临的挑战提出对应解决方案与建议,助力企业实现降本增效的转型升级。 展开更多
关键词 裁床技术 格子 合并生产 自动化裁剪
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基于格子玻尔兹曼方法的包围距离对液力变矩器搅油损失影响研究 被引量:1
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作者 张金豹 胡铮 +2 位作者 张金乐 柳泓蛰 邹天刚 《机械设计》 北大核心 2025年第3期48-55,共8页
为减小综合传动装置中液力变矩器的搅油损失,文中通过格子玻尔兹曼方法(LBM)对某型号液力变矩器的不同包围距离进行了多相流场仿真。首先通过液力变矩器搅油损失试验对基于格子玻尔兹曼方法的搅油损失仿真结果进行验证,然后设计仿真方... 为减小综合传动装置中液力变矩器的搅油损失,文中通过格子玻尔兹曼方法(LBM)对某型号液力变矩器的不同包围距离进行了多相流场仿真。首先通过液力变矩器搅油损失试验对基于格子玻尔兹曼方法的搅油损失仿真结果进行验证,然后设计仿真方案并进行仿真试验,得到不同轴向和径向包围距离下的液力变矩器搅油损失。由仿真结果可知:相比轴向距离,径向距离对液力变矩器搅油损失的影响更大;随径向距离的增大,搅油损失呈浴盆状曲线分布。最后根据上述结论得出液力变矩器包围距离的设计准则,该准则能够为旋转件周围结构的距离提供优化设计,以及综合传动装置效率提升提供有效支撑。 展开更多
关键词 液力变矩器 搅油损失 包围距离 格子玻尔兹曼方法 多相流场仿真 优化设计
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钢箱格子梁桥的荷载横向分配与格子刚度的量化关系
12
作者 杨春 《城市道桥与防洪》 2025年第4期96-100,共5页
为建立钢箱格子梁桥设置横梁的理论依据,提出一种由目标荷载横向分配系数来确定横梁设置的方法。首先推导抗弯扭格子刚度的无量纲表达式,然后通过计算绘制出荷载横向分配系数与抗弯扭格子刚度的关系曲线,再计算多根横梁的格子刚度换算系... 为建立钢箱格子梁桥设置横梁的理论依据,提出一种由目标荷载横向分配系数来确定横梁设置的方法。首先推导抗弯扭格子刚度的无量纲表达式,然后通过计算绘制出荷载横向分配系数与抗弯扭格子刚度的关系曲线,再计算多根横梁的格子刚度换算系数,最后选定目标荷载横向分配系数反算所需横梁根数和横梁抗弯刚度。以交通部颁布的标准箱形钢混组合梁桥为例,运用这个方法优化了横梁的数量和梁高。研究结果表明:荷载横向分配系数与格子刚度之间具有一一对应关系;箱形主梁有利于荷载横向分配,协同工作能力比工字形主梁更好;简支箱形钢混组合格子梁桥设置3~5根横梁即可,跨径越小需要的横梁越多。 展开更多
关键词 格子梁桥 格子刚度 荷载横向分配系数 荷载分配横梁 钢混组合梁
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二维反应扩散方程的格子Boltzmann方法模拟 被引量:5
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作者 邓敏艺 刘慕仁 孔令江 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2001年第1期1-6,共6页
建立了二维反应扩散方程五速四方格子模型的格子 Boltzmann方法 ,进行计算机模拟演化 ,分析模拟结果 ,并与 S Chen利用七速六方格子模型得到的结果进行比较 ,得出在模拟求解流速为零情况下的反应扩散方程时 。
关键词 反应扩散方程 格子BOLTZMANN方法 计算机模拟 五速四方格子模型 七速六方格子模型
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基于插值的多相流格子Boltzmann方法曲线边界算法研究 被引量:1
14
作者 凌福 张永刚 闻炳海 《广西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期54-68,共15页
边界处理是流体流动建模中的核心问题,在格子Boltzmann方法(LBM)中尤为关键。曲线边界条件虽然有效提高了单相流模拟中复杂几何边界的精度,但在多相流模拟中,传统的曲线边界条件常常导致显著的质量泄漏和计算误差,这主要是由于传统的曲... 边界处理是流体流动建模中的核心问题,在格子Boltzmann方法(LBM)中尤为关键。曲线边界条件虽然有效提高了单相流模拟中复杂几何边界的精度,但在多相流模拟中,传统的曲线边界条件常常导致显著的质量泄漏和计算误差,这主要是由于传统的曲线边界条件处理格式中未考虑非理想效应导致的过渡区密度非线性变化。本文将非理想效应引入到插值方案中,提出一类基于插值的多相流曲线边界算法,包括线性插值、二次插值和三次插值等方案。通过一系列具有大密度比的静态和动态多相流模拟验证,该方法有效提升多相流边界条件的计算精度,所需要的质量补偿接近于0,并且使虚速度比之前方法降低一个数量级,达到2×10^(-3)以下。 展开更多
关键词 曲线边界条件 多相流 表面润湿性 格子BOLTZMANN方法 大密度比
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偏格子中的格子Boltzmann方程 被引量:1
15
作者 闫广武 胡守信 金希卓 《吉林大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期31-35,共5页
给出偏格子的格子Boltzmann模型 .应用Chapman Enskog展开和多重尺度技术 ,通过选择平衡态分布函数的高阶矩和偏张量的形式 ,得到偏网格上的Euler方程 .
关键词 格子BOLTZMANN方法 EULER方程 格子 三能级模型 平衡态分布函数 格子Boltzmann方程 流体流动模拟
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页岩油压闷采渗流机理的格子Boltzmann模拟 被引量:1
16
作者 杨雨萱 王森 +2 位作者 陈李杨 刘祖鹏 冯其红 《石油科学通报》 2025年第2期298-308,共11页
页岩油是我国潜力最大、最具战略性的石油接替资源之一,厘清压闷采过程中多孔介质内流体分布演化规律对提高页岩油采收率具有重要意义。本文采用多组分多相格子Boltzmann模型对页岩油压闷采过程中的渗流机理开展研究。首先使用Laplace... 页岩油是我国潜力最大、最具战略性的石油接替资源之一,厘清压闷采过程中多孔介质内流体分布演化规律对提高页岩油采收率具有重要意义。本文采用多组分多相格子Boltzmann模型对页岩油压闷采过程中的渗流机理开展研究。首先使用Laplace定律、接触角、分层流动验证了模拟模型的准确性。随后基于济阳页岩扫描电镜图像,构建了包含顺层缝、网状缝和基质孔隙分布的页岩多孔介质结构。利用格子Boltzmann模型对页岩多孔介质内压闷采过程开展模拟,分析了压闷采不同阶段的流体分布特征,探究了不同闷井时间、储层润湿性和排液速度的影响。结果表明闷井阶段压裂液会在毛管力作用下渗吸进入网状缝并将内部的油相置换出来,随着闷井时间增加压裂液返排率趋于减小;水湿岩心相较于中性和油湿岩心具有更好的开发效果,压裂液利用率和基质内原油动用程度更高;较高的排液速度会使孔隙内的压力快速下降,不利于后续页岩油的生产。本文从孔隙尺度研究了页岩油压闷采过程中流体流动机理,为页岩油井合理生产制度的制定提供了支撑。 展开更多
关键词 页岩油 格子BOLTZMANN方法 自发渗吸 纳米孔隙 多组分多相
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基于准不可压相场理论的精确平衡两相格子Boltzmann方法 被引量:1
17
作者 李春熠 郭照立 《物理学报》 北大核心 2025年第6期161-171,共11页
相比于基于不可压相场的两相格子Boltzmann方程(LBE)模型,基于准不可压相场理论的LBE模型能够严格保证局部质量守恒.然而,以往准不可压相场LBE模型不具有精准平衡性质,两相界面附近存在虚假速度且界面分布不满足热力学平衡.针对这一问题... 相比于基于不可压相场的两相格子Boltzmann方程(LBE)模型,基于准不可压相场理论的LBE模型能够严格保证局部质量守恒.然而,以往准不可压相场LBE模型不具有精准平衡性质,两相界面附近存在虚假速度且界面分布不满足热力学平衡.针对这一问题,本文通过重新设计求解相场方程的平衡态分布函数和源项,实现了离散尺度的精准平衡,建立了准不可压相场理论的精准两相LBE模型.对平界面问题和稳态液滴问题的数值模拟表明,该模型能消除虚假速度,具有良好的平衡性能.对分层泊肃叶流的数值模拟证明了该模型模拟动态问题及大黏度比问题的准确性.此外还比较了不同表面张力和不同黏度混合规则对模型的影响,结果表明,使用F_(s)=μ∇Ф计算表面张力无法消除虚假速度;模拟动态问题时,使用阶跃混合规则计算混合黏度可以得到更准确的结果.最后,对相分离问题的数值模拟表明,该模型可以严格保证局部质量守恒. 展开更多
关键词 两相流 格子BOLTZMANN 方法 准不可压相场模型
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基于格子Boltzmann重叠法求解一、二维耦合浅水动力学模型 被引量:1
18
作者 杨浩 敬玥彤 +3 位作者 刘海飞 毕娟 王洪达 褚珣 《南水北调与水利科技(中英文)》 北大核心 2025年第1期110-117,129,共9页
提出一种重叠耦合法(superposition coupling method, SCM),以高精度地实现基于一维与二维格子Boltzmann方法 (lattice Boltzmann method, LBM)的水动力模型在复杂地形浅水区域的跨维度模拟耦合。对复杂地形区域的浅水水体进行水动力模... 提出一种重叠耦合法(superposition coupling method, SCM),以高精度地实现基于一维与二维格子Boltzmann方法 (lattice Boltzmann method, LBM)的水动力模型在复杂地形浅水区域的跨维度模拟耦合。对复杂地形区域的浅水水体进行水动力模拟通常涉及跨维度建模,可能会在某些边界处做近似处理,例如河流-湖泊汇合处、洪水淹没区和河口区域。为高效求解跨维度浅水方程(shallow water equations, SWE)问题,SCM通过在一维和二维LBM模型边界处人工设置重叠区域,使不同维度的2个模型在该区域交换水动力信息。在重叠区域采用零梯度边界条件,从而得到耦合所需的变量。1D-2D耦合模型通过了圆形空腔射流和急弯河道2个验证模型的比较测试,结果显示一、二维耦合模型的精度与二维模型基本相当。本研究通过SCM有效地求解了跨维度浅水方程问题,提高了一维与二维模型间的耦合精度,为复杂地形浅水区域的水动力模拟提供了技术支撑。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 水动力模型 一、二维耦合 重叠法 浅水方程
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格子Boltzmann浅水模型的特征边界条件研究 被引量:1
19
作者 黄伟勋 张庆河 张金凤 《水道港口》 2025年第2期178-186,共9页
文章建立了二维浅水方程的格子Boltzmann数值模型,为了解决模型开边界的数值反射问题,首次在该模型中引入了无反射的特征边界条件。采用一维溃坝波和二维高斯源水波算例对所建立的格子Boltzmann浅水模型及其特征边界条件进行了验证,并... 文章建立了二维浅水方程的格子Boltzmann数值模型,为了解决模型开边界的数值反射问题,首次在该模型中引入了无反射的特征边界条件。采用一维溃坝波和二维高斯源水波算例对所建立的格子Boltzmann浅水模型及其特征边界条件进行了验证,并将建立的数值模型应用于二维方柱绕流的数值模拟。结果表明:所建立的格子Boltzmann浅水模型能够正确模拟一维溃坝波的传播过程,且引入的特征边界条件可以有效地消除计算域边界产生的非物理反射波,从而提高格子Boltzmann浅水模型的稳定性和准确性。 展开更多
关键词 二维浅水方程 格子BOLTZMANN方法 特征边界条件 溃坝波 高斯源水波 方柱绕流
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相场格子Boltzmann方法模拟载表面活性剂液滴的剪切动态行为
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作者 陈涛 姚丽萍 +2 位作者 张良奇 曾忠 谢守勇 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第4期12-28,共17页
表面活性剂可以降低流体界面的表面张力,显著改变固体表面的润湿特性,在工业生产中被广泛使用。为探究载表面活性剂液滴在固体表面上的运动特性,基于Cahn-Hilliard相场格子玻尔兹曼方法,引入由实验得出的考虑三相接触线移动速度的Yokoi... 表面活性剂可以降低流体界面的表面张力,显著改变固体表面的润湿特性,在工业生产中被广泛使用。为探究载表面活性剂液滴在固体表面上的运动特性,基于Cahn-Hilliard相场格子玻尔兹曼方法,引入由实验得出的考虑三相接触线移动速度的Yokoi动态接触角模型,建立了一种考虑可溶性表面活性剂流动的移动接触线模型。根据控制方程独立开发计算程序,并采用并行化处理提高计算效率。在此基础上,研究了线性剪切作用下液滴的动态过程,分析了有效毛细数Ca_(e)和固体表面润湿性对纯净液滴和载表面活性剂液滴变形的影响规律。结果表明:有效毛细数Ca_(e)增大会促进液滴变形,当其增大到一定程度时液滴会产生破裂,载表面活性剂液滴相对于纯净液滴有更大的变形量和移动速度。当液滴附着于亲水性固体表面时,在相同剪切作用下,载活性剂液滴相对于纯净液滴有更长的相对弧长和相对润湿长度;且液滴在亲水表面比其在中性表面变形的相对弧长和相对润湿长度值亦更大。而当液滴附着于疏水性固体表面时,液滴则会在剪切作用下脱离固体表面;在相同的毛细数下,载表面活性剂液滴相对于纯净液滴先脱离固体表面且移动速度更快。研究结果表明可溶性表面活性剂的存在会对液滴剪切运动和变形产生较大影响,可以促进液滴变形,增大液滴移动速度。本文的数值方法可用于计算载有可溶性活性剂液滴的移动接触线问题。 展开更多
关键词 相场法 格子玻尔兹曼方法 可溶性表面活性剂 剪切 液滴
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