格子玻尔兹曼法中的出口边界条件

计算科学 流体动力学 边界条件 格子玻尔兹曼方法
2021-12-19 04:34:45

这是通过方形圆柱体配置的流动。问题是使用自由流速度的抛物线速度分布的粘性和不可压缩U穿过一个气缸。我使用单弛豫时间格子玻尔兹曼方法。对于二维九速点阵(D2Q9),粒子的方向如图所示。

在此处输入图像描述

参数:H=160,L=780,I=170,D=20,Umax=0.0438, density=1.0,dy=dx=1,dt=1,Re=160

边界条件:

  • 入口:He-Zou 边界条件

  • 墙:反弹条件

  • 出口:插值(这里是出口BC的代码)

    f(1,n,j)=2*f(1,n-1,j)-f(1,n-2,j)
    f(5,n,j)=2*f(5,n-1,j)-f(5,n-2,j)
    f(8,n,j)=2*f(8,n-1,j)-f(8,n-2,j)
    

我的问题是出口边界条件是否正确。如果它是正确的,为什么它是关于f1, f5,f8而不是f3, f6, f7? 在我看来,我们似乎无法从插座的流媒体中获得f3, 。f6f7

2个回答

您的出口边界条件不正确。在您的出口 BC 中,您必须强加f6,f3f7因为这些种群不会通过流步骤更新。

本文介绍了如何在 LBM 中进行流出 BC 的一个很好的示例: https ://www.researchgate.net/publication/40536594_Outflow_boundary_conditions_for_the_lattice_Boltzmann_method

为未知群体赋值的其他一些相当简单的方法包括:

  1. 您可以保存缺失人口的碰撞后值f3,f6,f7在时间步长j1并将它们设置在j'作为传入人口的第一个流式步骤。
  2. 基于宏观变量u,ρ你可以设置f3,f6,f7在流动步骤中达到它们的平衡值。
  3. 如果你知道其中之一ux,uy,ρ在出口处,您也可以使用已经在入口处使用的邹-河边界条件。