格子Boltzmann通量求解器在可压缩多组分流动中的应用

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• 论文作者：杨鲤铭 ; 舒昌
• 年：2016
• 作者机构：南京航空航天大学航空宇航学院空气动力学系;新加坡国立大学机械工程学院流体力学系;
• 论文关键词：可压缩多组分流动 ; 格子Boltzmann通量求解器 ; Stiffened状态方程 ; 激波-相界面干扰 ; 水下气泡爆炸
• 会议召开时间：2016-10-20
• 会议录名称：第九届全国流体力学学术会议论文摘要集
• 语种：中文
• 分类号：O354
• 学会代码：AGLU
• 会议名称：第九届全国流体力学学术会议
• 会议地点：中国江苏南京
• 主办单位：中国力学学会流体力学专业委员会
• 学会名称：中国力学学会
• 页数：1
• 文件大小：32k
• 原文格式：O
• 会议级别：全国

摘要

格子Boltzmann通量求解器(LBFS)基于格子Boltzmann方程的局部解来计算单元界面通量,而实际求解的控制方程仍然为宏观的Euler方程。一方面,相较于格子Boltzmann方法,LBFS保持了求解宏观方程时计算量和存储量小的优势。另一方面,由于LBFS通过物理方程的局部解来计算通量,而不是利用数值离散来近似,因而更容易保证格式的稳定性。鉴于此,本文将LBFS进一步扩展应用于可压缩多组分流动问题的求解。相较于传统Euler方程,多组分流动问题中增加了相界面方程,该方程通常用于描述材料参数的分布。将相界面方程变换为守恒形式,结合流动-碰撞过程计算局部解的思想,可以方便求得相界面方程的通量,从而形成相应的LBFS。同时,为了便于求解气液两相问题,本文采用了含有两个材料参数的Stiffened状态方程,而非传统的理想气体状态方程。最后,本文通过两相气液Riemann问题,激波-相界面干扰问题和水下气泡爆炸问题验证了当前LBFS的有效性。

引文