基于格子-波尔兹曼法的流体能耗求解

来源：计算力学学报杂志2015年第3期北京时间：

作者：刘耕,陈涛,刘震宇

单位：中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033,中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033,中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033

摘要：格子-波尔兹曼法是近年来新兴的一种计算流体力学数值方法。随着这种方法的不断发展,人们将它用于流体的仿真、优化等不同场合。与此同时,一些与流场流速和压强相关的物理量(如能耗)的求解也成为关注的焦点。本文介绍了能耗这一流体宏观量的格子-波尔兹曼法求解及其实现。与传统的有限差分法不同,本文在求解有关的速度梯度时使用了格子-波尔兹曼-矩法,这种方法不但能够避免有限差分法在边界处失效的缺点,而且计算简单,算法局部性好,适合大规模并行计算。本文在分析其数值解精度的基础上,使用这种方法进行了以能耗极小为目标的直通道内椭圆挡块的参数优化。这些分析和算例分别定量和定性地说明了本文算法的准确性。

关键词：格子-波尔兹曼法,矩法,流体能耗,仿真,尺寸优化,

基金资助：国家自然基金面上(50975272;51275504)资助项目.