基于格子Boltzmann方法的二維湍流及水波的數(shù)值模擬.pdf

1、上海大學(xué)碩士學(xué)位論文基于格子Boltzmann方法的二維湍流及水波的數(shù)值模擬姓名：赫萬恒申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：流體力學(xué)指導(dǎo)教師：錢躍竑20080801上海大學(xué)碩士學(xué)位論文A B S T R A C TT h e l a t t i c eB o l t z m a n nm e t h o d ( L B M ) i S an e wn u m e r i c a ls c h e m ef o rf l u i dd y n a m

2、 i c ss i m u l a t i o ni nr e c e n ty e a r s ．T h i sm e t h o d i S aM e s o s c o p i cm o d e li m p r o v e d f r o mt h e l a t t i c e g a sa u t o m a t ab a s e do n t h ep r i n c i p l ec o n s e r v a t i

3、o nl a w o f m a s sa n dm o m e n t u m a n d S Oo n i n t h ep r e c o n d i t i o n t o如1 f i l lp r o s p e r i t i e so f r e a lf l o w ．C o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a lC F D m e t h o d s ．t h eL B M i

4、S c l e a ri np h y s i c s a n d s i m p l ei na l g o r i t h m ．S Oe a s y t oc o d e b ya p p l y i n g c o l l i s i o n a n d s t r e a m i n g p r o c e s s i o n e v e n f o r c o m p l e x f l u i dd y n a m i c

5、 s s i m u l a t i o n ．I t c a n u s e r e g u l a r l a t t i c e s y s t e ma n d e a s y t oi n c o r p o r a t ec o m p l e x b o u n d a r yc o n d i t i o n s ．A n d i t i S i n t r i n s i c a l l yp a r a l l e

6、la n dv e r ys u i t st ol a r g es c a l ep a r a l l e l s i m u l a t i o n ．B u tt h e r e a r es t i l ls o m ea s p e c t sn e e d e d t ob e i m p r o v e d ．s u c ha sc o m p u t a t i o n e f j f i c i e n c y ,

7、 n u m e r i c a li n s t a b i l i t y a n d t r e a t m e n t f o r c o m p l e x b o u n d a r y c o n d i t i o n s a n d f o rm o v i n g b o u n d a r i e s ．I n t h i s p a p e r ，w ep r e s e n tt h e b a s i cM

8、e t h o d f o rs i m u l a t i o n so f g e n e r a lf l u i dp r i n c i p l e s o fL a t t i c eB o l t z m a n nf l o w sa n d d e s c r i b et h eb o u n d a r yc o n d i t i o nt r e a t m e n t s ，l np a r t i c u

9、l a r ，t h ec u r v e db o u n d a r yt r e a t m e n t ．B a s e do nt h e s e ，w ea p p l y t h et w om e t h o d s t os i m u l a t ef l o w sO V e rc y l i n d e r s ．I na d d i t i o n ，as e r i e s o f n u m e r i c

10、 a ls i m u l a t i o n so f2 D t u r b u l e n c eh a v eb e e np e r f o r m e d ．、Ⅳe c o m p a r e d t h en u m e r i c a lr e s u l t st ot h a to f t h e 2 D S O a pf i l me x p e r i m e n t s ．W e c o m p u t e d

11、t h ee n e r g ya n d e n s t r o p h ys p e c t r a ．a(chǎn) n d v e r i f i e dt h er e v e r s e e n e r g yc a s c a d e s ．T h e r e l a t i o n s b e t w e e nt h i c k n e s s a n dt h ev o r t i c i t y a r e s t u d i

12、 e d ．F u r t h e r m o r e ．a(chǎn) l a t t i c e B o l t z m a n nm o d e l f o rt h es h a l l o ww a t e re q u a t i o n s i S i n t r o d u c e da n dd e v e l o p e d ．T h ef o r m a t i o na n dp r o p a g a t i o n o

13、fT s u n a m ia r e s i m u l a t e d ．T h er e s u l t s s h o wt h a t t h el a t t i c e B o l t z m a n nm o d e lf o r t h e s h a l l o w w a t e ri S a v e r yc o m p e t i t i v em e t h o d f o rc o m p u t a t