【摘 要】
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对于多尺度流动问题,单一的数值方法一般无法计算满足要求.采用宏观方法难以准确模拟微小结构处的流动细节；而介观/微观方法需要巨大的计算成本.因此本文提出了梯度光滑法
【机 构】
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大连理工大学运载工程与力学学部船舶工程学院,辽宁大连116024大连理工大学运载工程与力学学部船舶工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连116024;高新
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对于多尺度流动问题,单一的数值方法一般无法计算满足要求.采用宏观方法难以准确模拟微小结构处的流动细节；而介观/微观方法需要巨大的计算成本.因此本文提出了梯度光滑法(Gradient Smoothing Method,GSM)与介观格子 Boltzmann 方法(LBM)的耦合计算模型.根据宏观变量与微观变量,将计算域进行分区并建立耦合区域.在耦合边界上利用重构算子实现GSM 中的宏观变量与LBM 中的密度分布函数之间的流动信息传递.GSM 是基于非结构网格提出的,能够使耦合算法更加灵活、高效.此外GSM 方法中,速度与压力变量信息均存储在网格节点上.在耦合界面上不需要变量的插值计算,可以实现同一空间位置上的变量信息转化.为了验证GSM 与LBM 的耦合算法,对二维顶盖驱动流进行了数值计算.对耦合界面处的流线、速度和压力进行对比分析.数值结果表明,耦合算法可以准确地模拟非稳态流动问题.
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