采用格子Boltzmann方法的界面對流現(xiàn)象模擬.pdf

1、界面?zhèn)鬟f對相際傳質(zhì)有重要影響。界面濃度梯度導(dǎo)致的密度梯度、表面張力梯度會引起界面失穩(wěn)，進(jìn)而產(chǎn)生界面對流。界面對流的發(fā)生會影響界面?zhèn)髻|(zhì)，因此吸引人們對界面失穩(wěn)的原因和機(jī)理進(jìn)行研究。 現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)方法可以觀察到界面對流現(xiàn)象的發(fā)生但很難進(jìn)行定量研究，本文引入格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method，LBM)對界面對流現(xiàn)象進(jìn)行定量模擬。 格子Boltzmann方法從格子氣方法(Lattice G

2、as Automata，LGA)發(fā)展而來，該方法建立在分子運(yùn)動論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)理論的基礎(chǔ)上，對連續(xù)的流場進(jìn)行空間，時(shí)間和速度離散，利用離散粒子簡單碰撞的統(tǒng)計(jì)規(guī)律模擬流體流動。與傳統(tǒng)的計(jì)算流體力學(xué)方法相比，格子Boltzmann方法在模擬介觀尺度流場方面有明顯優(yōu)勢，并且具有適合并行計(jì)算等優(yōu)點(diǎn)。 本文詳細(xì)介紹了格子Boltzmann方法的原理，并通過模擬驗(yàn)證了該方法在邊界處理，受力處理等方面的可靠性。利用該方法，本文模擬了小尺度下界面對