基于格子Boltzmann方法數(shù)值模擬運動界面問題.pdf

1、自由界面流動問題可以看作是互不摻混的兩相流問題，特別是在高密度比下的自由面兩相流問題在自然界和工程領域中廣泛存在。運動界面問題的難點在于求解流動問題時界面是未知的，流動過程中界面演化較復雜，數(shù)值模擬時需要追蹤界面，而自由面追蹤的數(shù)值模擬一直是計算流體力學的難點。然而，近年來發(fā)展的處于介觀(介于宏觀和微觀之間)層面上的格子Boltzmann方法，它既保留了微觀層面的物理概念，又可比較方便地應用于實際流動問題的研究中，在解決涉及到分子層次相

2、互作用的物理現(xiàn)象時，如多相流，微尺度流動等問題，與傳統(tǒng)的計算流體力學方法相比具有一定的優(yōu)勢。
　　 本文詳盡地闡述了K(o)rner提出的單相自由面格子Boltzmann模型，提供了完整的算法，從微觀層面上對表面張力的算法做了進一步的改進并通過液滴自由演化過程驗證了表面張力的算法是合理的。在上述格子Boltzmann模型研究的基礎上，對液滴垂直下落動運動現(xiàn)象和二維潰壩問題進行數(shù)值模擬，對不同時刻、不同粘性下液面的變化進行了定性和