【摘 要】
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基于Woods的理论对气体动理学BGK格式(Gas Kinetic BGK Scheme,GKS)提出了一种新的Prandtl数校正方法.Woods的理论指出粒子碰撞过程中动量和能量的松弛时间是不同的,因此通过调整气体分布函数中温度梯度项对应的松弛时间可在微观上实现对非等温情况下Prandtl数的校正.通过对不同Prandtl数下具有温度梯度的二维Couette流,自然对流的数值模拟,得到温度分布
【机 构】
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华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,武汉430074
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基于Woods的理论对气体动理学BGK格式(Gas Kinetic BGK Scheme,GKS)提出了一种新的Prandtl数校正方法.Woods的理论指出粒子碰撞过程中动量和能量的松弛时间是不同的,因此通过调整气体分布函数中温度梯度项对应的松弛时间可在微观上实现对非等温情况下Prandtl数的校正.通过对不同Prandtl数下具有温度梯度的二维Couette流,自然对流的数值模拟,得到温度分布并与解析解进行对比,验证了此方法的可行性.
其他文献
采用统一气体动理论格式(UGKS),预测了双原子分子气体在不同努森数和不同管长条件下的泊肃叶压力驱动微纳米管道流动,与蒙特卡罗直接模拟方法(DSMC)相比取得了一致的结果.与DSMC相比,UGKS具有网格数量要求小,时间步长大,无统计涨落等优点,有望成为一种研究微纳米流动研究的重要工具.
提出了一种新的基于气体动理论BGK格式的浸入边界方法.此方法结合了气体动理论BGK格式与浸入边界方法两方面的优点,在很好地保持了BGK格式在超音速流动求解优势的同时,还避免了复杂外形物体网格生成的困难,同时具备计算动边界问题的能力.此外浸入边界方法采用简单的笛卡尔网格,避免了由于网格质量造成的额外的格式精度损失.
从DSMC方法所满足的粒子速度分布函数在仿真分子数趋于无穷时所收敛到的方程出发,经过一定的数学推导,从形式上得到了GKUA的出发方程.基于Maxwell分子模型和VSS分子模型,给出了碰撞频率的确定方式,所得到的表达式可以自然地退化到GKUA使用的结果.对Boltzmann方程做Enskog展开,通过一定的假设,得到了GKUA所使用的当地平衡态分布函数表达式.
A gas kinetic scheme is developed for low-speed isothermal flows based on the Boltzmann-BGK equation.With discrete particle velocity space,the kinetic equation is discretized with a second-order finit
提出Boltzmann模型方程(Shakhov模型、ES椭球统计模型)隐式格式求解方法,研究其对时间步长及计算效率的影响,以达到有效减少计算机时、提高计算收敛速度的目的,使统一算法进一步向工程实用化方向发展.通过引入了隐式混合通量NND格式,基于下/上对称逐次超松弛(LU-SSOR)计算原理,对方程显式部分采用SW分裂,对方程隐式部分采用最大特征值分裂,这样既提高了计算效率,又保证了计算的精度和准
为了开展连续流到稀薄流非定常流动计算研究,在求解Boltzmann模型方程气体运动论统一算法(GKUA)原理与计算规则基础上,通过数值求解考虑转动能影响的Boltzmann-Rykov模型方程分析一维、二维跨流域非定常流动特征,得到一种新的非定常流动问题数值分析技术.
使用UGKS对跨流域流动中简单扰动与一维正激波之间的相互作用进行了数值模拟,在综合考虑高马赫数下的激波内部真实结构的基础上来研究扰动穿过激波后幅值被放大的规律.上游给定的扰动形式为连续流动中定义的线性声波.首先考察了扰动在均匀流动中的演化,发现流场中逐渐发展出了传统定义的声波扰动外其他形式的扰动.在此基础上,计算了扰动与波前马赫数从4到8的正激波的相互作用.
In this article,we present a detailed asymptotic analysis of the lattice Boltzmann method with two different collision mechanisms of BGK-type on the D2Q9-1attice for generalized Newtonian fluids.
采用数值模拟结合理论分析,计算ES-BGK模型的碰撞项随时间的松弛过程,通过与直接模拟Monte Carlo方法的计算结果比较,讨论ES-BGK模型的有效性问题.
对基于内点重构的高阶气体动理学格式开展了初步研究.具体探讨了控制体内内点的分布、初值重构方法、气体动理学框架下界面通量的计算以及内点物理量的更新方法等,并利用典型算例加以验证.通过对这些问题的研究,不仅有望提高格式中重构模板点的紧凑性,在计算过程中的存储量也可大为减小.