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格子玻爾茲曼方法的基本原理和優(yōu)勢(shì)

來源：測(cè)試GO 時(shí)間：2022-08-04 10:14:44 瀏覽：1901次

格子玻爾茲曼方法的基本原理：

格子玻爾茲曼方法比較于其他傳統(tǒng)的CFD計(jì)算方法,具備了介于微觀分子動(dòng)力學(xué)建模與宏觀連續(xù)建模之間的介觀建模優(yōu)點(diǎn),并因此具有流體運(yùn)動(dòng)相互作用的描述簡便、復(fù)雜邊界容易設(shè)定、便于并行計(jì)算、編程容易實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。

格子玻爾茲曼方法的概述圖

格子玻爾茲曼方法的優(yōu)勢(shì)：

（1）簡單的算法，簡單的線性操作加上一個(gè)放松的過程，LGA模擬整個(gè)流場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)可以通過遷移和碰撞兩個(gè)過程來完成；

（2）能夠處理復(fù)雜的邊界條件:

（3）在LGA方法和LBM中關(guān)于流體密度和音速的狀態(tài)方程都能夠直接解中流體參數(shù)的壓力,但一般的數(shù)值方法都必須采用某些特定的方式來處理Poission方程;（4）具有很高的并行性;

（5）能直接模擬有復(fù)雜幾何邊界的諸如多孔介質(zhì)等連通域流場(chǎng)，無須作計(jì)算網(wǎng)格的轉(zhuǎn)換。

（6）基于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，物理圖像清晰，適合處理復(fù)雜幾何形狀的流動(dòng)，這一點(diǎn)在實(shí)際模擬多孔介質(zhì)流中表現(xiàn)突出。

（7）格子玻爾茲曼方法中的壓力可由狀態(tài)方程直接求解;

（8）LCA方法和LBM采用一個(gè)簡單的離散速度集合來反映整個(gè)速度場(chǎng)的平均信息，并保證數(shù)值守恒量逼近到一定的精度；

（9）LGA方法和LBM基于微觀背景，易于處理流體內(nèi)部的相互作用，對(duì)多相/組分系統(tǒng)的模擬具有很大的優(yōu)勢(shì)；

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