格子玻尔兹曼方法与传统 Navier-Stokes 方法的比较

计算科学 有限元 有限差分 流体动力学 有限体积 纳维斯托克斯
2021-11-30 17:47:26

我有两个选项可供选择,分析和实施格子玻尔兹曼方法或传统的基于 Navier Stokes 的方法。我是 CFD 新手,我从我的流体力学课程中对有限体积、有限元和有限差分方法有一个粗略的想法(尽管不够严格,无法生成代码)。我不清楚什么是一个好的起点。已经有一个与此稍有相似的问题:格子玻尔兹曼适合模拟不可压缩斯托克斯流吗? 任何人都可以评论:

  • 我是否需要熟悉基于 Navier Stokes 的传统方法才能理解和欣赏格子玻尔兹曼方法?
  • 这个问题基于选择:就代码、效率等而言,基于 NS 的方法与 LBM 方法的主要优缺点是什么?
1个回答

一般来说,LBM 比 FVM/FEM 更容易实现。它非常类似于 FDM 实现,但取决于您的操作方式,我会说它更简单。

关于湍流,我不能说太多。但是我有一个简单的 LBM 代码,运行 Re=500 的“盖子驱动腔”问题,它只有很少的代码行(即使是 CUDA)。

在这里查看一些 Matlab LBM 示例: http ://wiki.palabos.org/numerics:matlab_samples

就效率而言,通常 LBM 比其他方法消耗更多的内存并在每个时间步执行更多的浮点运算,但是,您可以并行实现它并获得良好的性能。