二維梯形空腔流的格子Boltzmann模擬.pdf

1、格子Boltzmann(LB)方法是一類新型的借助于微觀模型來模擬輸運現(xiàn)象的宏觀行為的介觀方法。與傳統(tǒng)算法相比較，因其簡單性、局部性、天然的并行性和能夠處理復(fù)雜的邊界問題已成為模擬復(fù)雜流動現(xiàn)象的有力工具。近年來，格子Boltzmann方法已經(jīng)成功的應(yīng)用到很多領(lǐng)域，如：湍流、多孔介質(zhì)流、多相流、反應(yīng)和燃燒系統(tǒng)、粒子懸浮流、磁流體力學(xué)等。空腔流的模擬是計算流體力學(xué)中的經(jīng)典試驗問題，也是測試算法有效性最常用的問題之一。到目前為止，對幾何形狀簡

2、單的空腔流問題的研究已經(jīng)比較完善了，例如方腔流、矩形空腔流等等，但對于幾何形狀比較復(fù)雜的空腔流問題卻研究得比較少。 本文將Guo等提出的不可壓格子Boltzmann模型應(yīng)用到2 維梯形空腔流中進行模擬。因梯形空腔的復(fù)雜邊界，在處理邊界問題時，我們采用了Guo等提出的曲邊界處理方法進行處理。選取的雷諾數(shù)(Re)在100 到15000 之間。本文討論了等腰梯形空腔和直角梯形空腔中，雷諾數(shù)的變化及梯形頂角θ的改變對空腔內(nèi)的流動現(xiàn)象，即