基于格子Boltzmann方法數(shù)值模擬運(yùn)動(dòng)界面問題.pdf

1、自由界面流動(dòng)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(lǐng)域中廣泛存在。運(yùn)動(dòng)界面問題的難點(diǎn)在于求解流動(dòng)問題時(shí)界面是未知的，流動(dòng)過程中界面演化較復(fù)雜，數(shù)值模擬時(shí)需要追蹤界面，而自由面追蹤的數(shù)值模擬一直是計(jì)算流體力學(xué)的難點(diǎn)。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(yīng)用于實(shí)際流動(dòng)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(shí)，如多相流，微尺度流動(dòng)等問題，與傳統(tǒng)的計(jì)算流體力學(xué)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(duì)表面張力的算法做了進(jìn)一步的改進(jìn)并通過液滴自由演化過程驗(yàn)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(chǔ)上，對(duì)液滴垂直下落動(dòng)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象和二維潰壩問題進(jìn)行數(shù)值模擬，對(duì)不同時(shí)刻、不同粘性下液面的變化進(jìn)行了定性和