Comment on "Velocity slip coefficients based on the hard-sphere Boltzmann equation" [Phys. Fluids 24, 022001 (2012)]
我们对Livio Gibelli在Phys.Fluids 24，022001（2012）上发表的“基于硬球玻尔兹曼方程的速度滑移系数”进行了评论。
2012-04-06 physics.flu-dyn
MHD blood flow and heat transfer through an inclined porous stenosed artery with variable viscosity
本文研究了热源对磁流体血液流过狭窄的倾斜多孔动脉的传热影响。假设血液的粘度随着动脉区域内的血细胞比容径向变化。将血液视为不可压缩的磁流体动力学（MHD）牛顿流体，导出了控制方程。在轻度狭窄的假设下，简化了流体流动的动量和能量方程。采用同伦摄动法（HPM）求解非线性微分方程组，求解血液流动的速度和温度分布。绘制了不同倾斜角和红细胞压积参数时沿病变部位的流速和切应力的变化曲线。为了充分了解病变动脉中的流动模式，针对不同的狭窄高度值和不同的动脉倾斜角绘制了速度等值线。
2018-05-30 physics.flu-dyn
Inertial migration of red blood cells under a Newtonian fluid in a circular channel
本文对长径为8 $μ$ m的红细胞在直径为50- $μ$ m的圆形通道中的横向运动和平衡径向位置进行了数值分析。每个红细胞，建模为一个双凹胶囊，其膜满足应变硬化特性，模拟不同的雷诺数$Re$和毛细管数$Ca$，后者表示的流体粘性力的膜弹性力的比率。初始取向角和位置上的平衡径向位置的红细胞质心的影响进行了研究。数值结果表明，红细胞的初始取向不同，红细胞具有不同的流动模式，即滚动和翻滚运动。大多数红细胞有滚动运动。这些稳定模式伴随着不同的平衡径向位置，其中翻滚RBC比滚动RBC更远离通道轴线。红细胞的惯性迁移是通过改变取向角来实现的，这主要受初始取向角的影响。然后，RBC在迁移过程中呈现上述双稳态模式，随后在更长的时间段内进一步迁移到平衡径向位置。引入与膜变形相关的功率（或能量耗散）来量化膜荷载的状态。能量消耗依赖于稳定的流动模式，红细胞质心的平衡径向位置，以及内部和外部流体之间的粘度比。
2022-09-24 physics.flu-dyn
In vivo evidence of blood flow slippage: failure of the no-slip boundary condition assumption
Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学物理学院）；UT Southwestern Medical Center（德州大学西南医学中心）；Sidney Kimmel Medical College of Thomas Jefferson University（托马斯杰斐逊大学西德尼凯梅尔医学院）
该研究通过活体成像和流体模型，发现血流在血管壁存在滑移现象，挑战了传统无滑动边界条件假设，影响心血管建模中的关键参数。
2025-12-08 physics.flu-dyn
A parallel fluid solid coupling model using LAMMPS and Palabos based on the immersed boundary method
与刚性或可变形固体耦合的粘性流体流动的研究在生物和工程问题中有许多应用，例如，血细胞运输、药物输送和微粒流动。我们开发了一个分区的方法来解决这个耦合多物理场问题。流体运动采用Palabos（Parallel Lattice Boltzmann Solver）求解，固体位移和变形采用LAMMPS（Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator）模拟。耦合是通过浸没边界法（IBM）。该代码模拟了暴露于流动的刚性和可变形固体。用剪切流中椭球粒子的Jeffery轨道、红细胞拉伸试验和血液在管内流动的有效粘度对程序进行了验证。它表现出基本上线性缩放从512到8192核心的强和弱缩放的情况下。耦合计算时间随固相率的增加而增加。以柔性细丝（药物载体）在流动的血细胞悬浮液中的输运为例，说明了所开发程序的优点和性能。
2018-05-22 physics.flu-dyn
Hemodynamical Behavior Analysis of Anemic, Diabetic, and Healthy Blood Flow in the Carotid Artery
本研究基于计算流体力学和Carreau模型，对颈动脉中贫血、糖尿病及健康血流的血液动力学行为进行了三维仿真，发现不同血液类型对动脉内的血流速度、压力、壁面剪切力和应变率有显著影响。
2024-02-20 physics.flu-dyn
Fluid friction and wall viscosity of the 1D blood flow model
我们研究的脉搏波的水到一个灵活的管应用于血液流动模拟的行为。在脉冲波中，流体摩擦和壁面粘性都是阻尼因子，难以单独计算。在本文中，流体摩擦系数和壁面粘性系数的估计通过拟合一个非线性的一维流动模型的实验数据。在实验装置中，可扩张管的一端连接到活塞泵，另一端封闭。同时测量压力和壁面位移。模型预测和实验之间取得了良好的协议。对于振幅减小，壁面粘性对脉冲波的影响与流体粘性的影响同样重要。
2015-11-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Galilean Invariant Fluid-Solid Interfacial Dynamics in Lattice Boltzmann Simulations
伽利略不变性是一个基本性质;然而，尽管格子玻尔兹曼方程本身是伽利略不变性，但在处理流体-固体界面时通常不考虑这个性质。在这里，我们表明，在流固界面动力学的伽利略不变性的考虑可以大大提高数值模拟的计算精度和鲁棒性。令人惊讶的是，模拟得到了极大的改进，力的波动非常小，时间平均变得不必要。
2013-03-04 physics.flu-dyn
Mathematical Modeling of Blood Flow for a Diseased Model with Therapeutic Nanoparticles
本研究通过数学模型和摄动法，分析治疗性纳米颗粒在患病动脉血流中的动力学、温度与浓度扩散，以优化靶向药物递送并减少副作用。
2023-08-30 physics.flu-dyn
Fluid-Structure Interaction with the Entropic Lattice Boltzmann Method
我们提出了一种新的流体-结构相互作用（FSI）计划，使用熵多弛豫时间格子玻尔兹曼（KBC）模型的流体域结合非线性有限元求解器的结构部分。通过与文献数据的比较，我们证明了所提出的方案对于各种具有挑战性的设置的有效性。除了验证，我们扩展了KBC模型的多相流和耦合有限元求解器。通过模拟液滴对弹性超疏水表面的冲击，证明了熵多弛豫时间模型在复杂流固耦合应用中的鲁棒性和可行性。
2017-10-06 physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann for non-ideal fluids: Fundamentals and Practice
这一贡献提出了一个全面的概述格子玻尔兹曼模型的非理想流体，涵盖了在动力学和宏观层面上的理论概念和更实际的讨论数值性质。在这种情况下，理想气体的动力学理论的要素提出和讨论的长度。然后详细讨论了理想气体的格子玻尔兹曼方法从离散到伽利略不变性问题和不同的碰撞模型以及它们对流体动力学水平上的稳定性和一致性的影响。扩展到非理想流体，然后介绍了在气体的动力学理论的上下文中，随着相应的热力学在宏观层面上，即范德华流体，然后由不同的晶格玻尔兹曼为基础的模型的概述非理想流体。在深入讨论了不同的知名问题和工件和相应的解决方案后，文章最后简要讨论了文献中提出的这些模型和扩展的最新应用，对非等温和多组分流动。
2023-01-05 physics.flu-dyn
Knotted Vortices: Entropic Lattice Boltzmann Method for Vortex Dynamics
这段流体动力学视频展示了真实流体中的“打结”漩涡。
2013-10-15 physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann method for fluid-structure interaction in compressible flow
我们提出了一个双向耦合流固耦合方案的刚体使用两个人口格子玻尔兹曼制定可压缩流。任意拉格朗日-欧拉公式的离散玻尔兹曼方程的贴体网格上使用的组合与多项式混合函数。混合函数方法局部化网格变形，并允许以最小的计算开销处理多个移动体。通过单柱和串联柱涡激振动的算例验证了该模型的正确性，表明该模型能够准确地描述这些系统的动力学行为。最后，在完全可压缩的制度，我们表明，该模型准确地捕捉复杂的现象，如跨音速颤振翼型。
2021-07-03 physics.flu-dyn
Asymptotic analysis of the lattice Boltzmann method for generalized Newtonian fluid flows
本文对广义牛顿流体在D2 Q9格点上的两种不同BGK型碰撞机制下的格子玻尔兹曼方法进行了详细的渐近分析。与基于Chapman-Enskog展开导出的可压缩纳维-斯托克斯方程不同，我们的分析直接给出了不可压缩的Navier-Stokes方程，并揭示了格子Boltzmann解的某些重要特征.此外，我们的分析提供了一个理论基础，使用迭代计算的应变率张量，这是特别有意义的广义牛顿流体。作为一个副产品，一个看似新的结构条件的广义牛顿流体被挑出来。该条件读作“应力张量的大小随着剪切速率的增加而增加”。我们验证这个条件的所有现有的本构关系，这是我们已知的。此外，它可以直接将我们的分析扩展到MRT模型或三维晶格。
2013-09-30 physics.flu-dyn
Droplet impact of Newtonian fluids and blood on simple fabrics: effect of fabric pore size and underlying substrate
当液滴以足够高的冲击速度冲击织物网时，它不仅在织物上扩散，而且还穿透其孔隙。为了确定织物的这种液体渗透对薄织物网格上的液滴铺展的影响，我们使用高速相机测量了具有和不具有底层基底的织物上的液滴铺展比。对于没有基底的织物，液滴铺展率降低，因为液体的织物渗透减少了铺展在织物顶部上的液滴体积。使用熵晶格玻尔兹曼模拟，我们发现，较低的液滴在织物上的蔓延比，无论是有没有基板，是由于增加的粘性损失内的液滴在蔓延。比较血液与其牛顿对应的液滴的影响，我们表明，在织物上的传播，就像在光滑的表面上，血液可以近似为牛顿流体。
2020-01-02 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Shape changes and motion of a vesicle in a fluid using a lattice Boltzmann model
我们通过格子玻尔兹曼方法研究了红细胞在流体流动中的变形和运动。为此，引入弯曲刚度和各向同性膨胀的弹性模量，并与格子Boltzmann模拟相结合，并仔细检查膜两侧的膜流相互作用。我们发现，红细胞的静态双凹形状是相当稳定的，可以有效地抵抗其膜上的病变。此外，我们的模拟结果表明，在剪切流中，红细胞将高度扁平化，并进行坦克的运动。这一现象很早以前就被实验观察到了，但至今边界积分和奇异性方法仍无法解决这一问题。由于其内在的并行动力学，这种格子玻尔兹曼方法有望找到广泛的应用单和多囊泡悬浮液以及复杂的开放膜在各种流体流动的雷诺数范围很宽。
2007-01-12 physics.flu-dyn
Pulsatile Magnetized $Cu$-$Al_{2}O_{3}$/Casson Blood Flow Through an Elliptical Stenotic Artery for Drug Delivery Applications
本研究针对动脉粥样硬化导致的狭窄问题，通过数值建模分析混合纳米流体（Cu-Al₂O₃/血液）在椭圆形狭窄动脉中的脉冲流动特性，为药物递送和生物医学设备热管理提供参考。
2025-04-16 physics.flu-dyn
A lattice Boltzmann study on Brownian diffusion and friction of a particle in a confined multicomponent fluid
本文研究了在热涨落存在下，一个小颗粒浸没在一个充满非理想多组分流体的正方形盒子中的扩散系数。我们的方法是基于数值积分的波动格子玻尔兹曼模型（LBM）的多组分混合物。在改变颗粒表面润湿性的情况下，测量了颗粒表面的均方位移（MSD），并与Stokes-Einstein理论的预测进行了比较。两个主要的设置进行了测试，包括周期性的边界条件和计算箱上实现的壁边界条件。我们发现，完整的周期性边界条件引起随机平流后，数百万的格子玻尔兹曼时间步长，而这种效果是减轻壁边界条件的存在。因此，当我们使用在约束存在下测量的适当的摩擦性质时，与斯托克斯-爱因斯坦关系的匹配得到保证。我们的研究结果将有助于探索纳米级应用与多组分流体使用LBM在热波动的存在下。(This论文发表于《Journal of Computational Science》）
2021-12-13 physics.flu-dyn
A Simulation of Blood Cells in Branching Capillaries
多细胞流体动力学相互作用在微循环中的血流现象中起着关键作用。已经开发了一种快速算法来模拟大量的细胞建模为弹性薄膜。对于作为血液中的主要成分的红细胞，膜具有对表面扩张的强抵抗力，但在弯曲时是柔性的。我们的数值方法解决了边界积分方程建立在格林函数的斯托克斯流在周期域。这个流体动力学视频是该模型处理具有多种不同细胞的复杂几何形状的能力的一个例子。毛细管分支的几何形状已被建模的基础上观察到的毛细管网络。分支的直径在10-20 μ m之间变化。恒定的平均压力梯度驱动流动。在本流体动力学视频中，红细胞初始为双凹面圆盘，白细胞和血小板分别初始为球体和椭圆体。由于细胞间的非线性相互作用，红细胞压积和平均速度在不同分支中不同。在生理学上，红细胞包围着血红蛋白的浓缩溶液，其粘度大约是血浆的五倍，但是对于这种模拟，红细胞内部和外部的流体的粘度是相同的。
2008-10-10 physics.flu-dyn q-bio.TO
Fluid dynamics at arbitrary Knudsen on a base of Alexeev-Boltzmann equation: sound in a rarefied gas
本文从Alexeev广义Boltzmann动力学方程出发，利用重力场中分层气体的双侧分布函数，导出了流体力学型方程组。它被应用到超声波的传播和衰减的问题。所得到的系统的线性化版本进行了研究，并与Navier-Stokes在任意Knudsen数之一。本文探讨了稀薄气体中运动平面的产生问题，并与实验作了比较。在较宽的努森数范围内，预测的传播速度和衰减因子与实验结果吻合较好。
2006-08-11 physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann model for non-ideal compressible fluid dynamics
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）
本文提出一种新的 kinetic 模型及其格子玻尔兹曼实现，用于模拟非理想可压缩流体流动，通过 quasi-equilibrium 吸引器构造一致的修正项，确保正定和伽利略不变的纳维-斯托克斯耗散率，实现 Euler 和 Navier-Stokes 流体极限的准确再现。
2026-05-07 physics.flu-dyn
Poiseuille Flow of a Non-Local Non-Newtonian Fluid with Wall Slip: A First Step in Modeling Cerebral Microaneurysms
脑动脉瘤和微动脉瘤是具有高破裂风险的异常血管扩张。动脉瘤破裂可能导致永久性残疾甚至死亡。在动脉瘤破裂之前发现和治疗动脉瘤是非常困难的，因为症状很容易被错误地归因于其他常见的脑部疾病。数学模型可以突出动脉瘤发展的可能机制，并为动脉瘤提供专门的生物标志物。颅内动脉瘤的现有数学模型集中在血流和动脉之间的机械相互作用。然而，这些模型不能适用于微动脉瘤，因为在脑微循环的长度尺度上的解剖和生理是不同的。在本文中，我们提出了一种机制，涉及血液和内皮细胞和神经胶质细胞的化学机械耦合的微动脉瘤的形成。我们的血液模型作为一个非本地非牛顿不可压缩流体，并解决了这样的流体通过轴对称的圆形刚性和不可渗透的管壁滑移的存在下，解析Poietille流。变形张量的速率的建议推广的空间导数表示使用Caputo分数导数。壁面滑移由经典的Navier定律和涉及分数阶导数的该定律的推广来表示。数值模拟表明，高血压可能有助于微囊形成。
2018-01-12 physics.flu-dyn
Pore-scale Simulation of Shear-Thinning Fluid Flow using Lattice Boltzmann Method
目前的工作试图确定流动和几何变量对比例因子的作用，比例因子是模拟多孔介质中非牛顿流体表观粘度的必要参数。将多孔介质微结构理想化为圆柱和方柱阵列，采用多弛豫时间格子玻尔兹曼方法对剪切变稀非牛顿流体流动进行孔隙尺度模拟。固体圆柱体的尺寸和内含物比率的变化产生了具有不同孔隙度和渗透率的宽范围的多孔介质。本研究还使用随机重建技术生成逼真的，随机的多孔微结构。对于每种情况，孔隙尺度流体流动模拟能够基于孔隙内计算的剪切速率计算等效粘度。研究表明，该比例因子与孔隙度、渗透率、弯曲度和渗流阈值有很强的相关性，在渗流阈值孔隙度处接近最大值。目前的调查量化，并提出有意义的相关性之间的比例因子和宏观性质的多孔介质。
2021-02-10 physics.flu-dyn
Curvature estimation from a volume of fluid indicator function for the simulation of surface tension and wetting with a free surface lattice Boltzmann method
自由表面格子玻尔兹曼方法（FSLBM）是将流体力学格子玻尔兹曼方法（LBM）与流体体积（VOF）界面捕捉技术相结合，用于模拟不可压缩自由表面流动的方法。通过从VOF指示函数中提取界面的曲率并在自由边界处施加压力跃变来模拟毛细效应。然而，从VOF描述中获得精确的曲率估计可能会引入显著的误差。本文报道了三种不同的表面张力模型在标准试验情况下的数值结果，并比较了速度场（杂散流）的相应误差。此外，FSLBM被证明是适合于模拟固体边界处的润湿效应。为此，提出了一种新的方法来表示润湿边界条件的最小二乘曲率重构技术。分析了当前FSLBM的主要局限性，发现其主要局限性是由其简化的平流方案引起的。提出了可能的改进。
2016-02-10 physics.flu-dyn
Hemodynamic Simulation in the Aortic Arch Under Anemic Diabetic and Healthy Blood Flow Conditions Using Computational Fluid Dynamics
本研究通过CFD模拟比较贫血、糖尿病和健康血流在主动脉弓的血流动力学，揭示血液黏度差异对WSS和压力梯度的影响，支持CFD用于无创血管风险评估。
2025-06-20 cs.NA math-ph math.MP
Dynamics of a large population of red blood cells under shear flow
大量的红细胞在稀释制度的剪切流下的动力学的详尽描述，提出了，它突出并考虑到在给定的血液样品内的细胞特性的分散。考虑生理悬浮流体粘度，这是实验研究中令人惊讶地很少考虑的配置，以及在文献中参考的更粘稠的流体。稳定和不稳定的翻转运动，以及杰弗里轨道或修改杰弗里轨道描述，以及过渡到和从坦克踩踏运动中的更粘悬浮液的情况下。滞后环剪切速率的增加或减少突出的不稳定和稳定的轨道之间的过渡，以及翻转和坦克踩踏之间的过渡。我们确定的特征参数的运动和过渡阈值取决于流动应力或悬浮液的粘度。
2019-02-08 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.flu-dyn
Quantum Carleman Lattice Boltzmann Simulation of Fluids
我们提出了一个教学介绍的量子计算算法的经典流体的模拟，基于Carleman线性化的第二个量子化版本的晶格动力学理论。对流体湍流的情况下的前景和局限性进行了讨论和评论。
2023-01-13 physics.flu-dyn quant-ph
Cellular Blood Flow
这里介绍的流体动力学视频概述了多相细胞血流模拟的最新进展，通过直接数值模拟变形红细胞（RBC）通过几个数值实验证明。视频显示颗粒变形，颗粒表面上的剪切应力，以及颗粒簇在哈根-波耶维尔和剪切流中的形成。
2009-10-16 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Capillary-size Flow of Human Blood Plasma: Revealing Hidden Elasticity and Scale Dependence
本研究通过强调流体-表面相互作用，揭示了人体血浆在近静态条件下具有尺度依赖的剪切弹性响应及热-机械耦合特性，为医学诊断和器件制造开辟新途径。
2024-09-22 cond-mat.mes-hall physics.flu-dyn
Towards a self-consistent Boltzmann's kinetic model of fluid turbulence
基于对流体动力学和湍流脉动的双平均过程，给出了流体湍流Boltzmann-BGK动力学方程有效弛豫时间的一个封闭式。由此产生的有效弛豫时间似乎同意通过重整化群处理的纳维-斯托克斯方程获得的值，只有在低值的$k/T$，湍流动能流体温度的比率。对于$k/T>0.1$，动力学处理提供显著更长的有效弛豫时间。
2020-04-28 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A moving-grid approach for fluid-structure interaction problems with hybrid lattice Boltzmann method
本文提出了一种求解流固耦合问题的混合格子玻尔兹曼方法（HLBM）。所提出的数值方法被施加到模型的振动薄板浸没在粘性静止流体中引起的流动。流体作用在固体上的水动力由一个复杂的流体动力学函数来描述，其实部和虚部通过参数分析来确定。通过与文献中的其他数值和实验结果进行比较，验证了数值结果。所提出的混合方法增强了格子玻尔兹曼方法解决涉及移动几何的流体动力学问题的能力。
2020-06-24 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Mathematical Analysis of a Model of Blood Flow through a Channel with Flexible Walls
本文研究了在行波作用下，流体在柔性壁面通道中运动并与壁面相互作用时的稳定性问题。实验数据表明，流动流体的能量可以被结构（壁）传递和消耗，从而诱发“行波颤振”。“流体-结构相互作用的稳定性问题分为两部分：（i）具有谐波运动壁的通道中流体流动的稳定性和（ii）参与与流动进行能量交换的固体结构的稳定性。流体流动的稳定性是研究的重点。结果表明，利用质量守恒和不可压缩性条件，可以得到流函数的初边值问题。边界条件反映了以下事实：（i）对于轴对称流，沿对称轴的垂直方向上没有运动，以及（ii）边界附近的流和结构之间没有相对运动（“无滑移”条件）。导出了封闭形式的解，并以无穷函数级数的形式表示。
2020-12-30 math.AP physics.flu-dyn
Fluid-structure interaction modeling of blood flow in the pulmonary arteries using the unified continuum and variational multiscale formulation
在这项工作中，我们提出了一个计算流体-结构相互作用（FSI）的研究，健康的患者特定的肺动脉树使用统一的连续和变分多尺度（VMS）制定我们以前开发的。统一的框架是特别适合于FSI，流体和固体的子问题，基本上是以相同的方式解决，因此可以统一集成的广义- $α$方法的时间。此外，VMS公式化提供了一种用于流体子问题中的大涡模拟和固体子问题中的压力稳定的机制。流固耦合问题采用准直接法求解，首先求解统一连续体中的压力和速度，然后通过分离算法得到固体位移，并将其作为网格运动的边界条件。肺动脉FSI模拟的结果，并与刚性壁模拟的结果进行比较。
2020-02-04 cs.NA math.NA physics.comp-ph
From the Boltzmann equation to fluid mechanics on a manifold
我们应用Chapman-Enskog程序推导流体动力学方程的任意表面上的玻尔兹曼方程的表面。
2012-08-27 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Droplet impact of blood and blood simulants on a solid surface: Effect of the deformability of red blood cells and the elasticity of plasma
本研究通过全血与多种同黏度模拟液的液滴撞击对比实验，证明红细胞的高变形能力是血液呈类牛顿撞击行为的关键，血液模拟液应采用可变形颗粒。
2022-01-18 physics.bio-ph physics.flu-dyn physics.med-ph
A tunable cancer cell filter using magnetic beads: cellular and fluid dynamic simulations
在生物医学领域，磁珠用于药物递送和治疗高热。在这里，我们建议使用自组织珠结构，使用芯片实验室技术分离循环肿瘤细胞。通常，血液流过用抗体功能化的微柱，用于循环肿瘤细胞。用相互作用的磁珠创建这些微柱使得可以在大小、位置和形状上调整几何形状。我们开发了一个模拟工具，结合微磁学，离散粒子动力学和流体动力学，以设计微柱阵列的相互作用珠。对于血液流动的模拟，我们使用格子玻尔兹曼方法浸没弹性血细胞模型。网格化将大型流体和粒子动态模拟分布在可用资源上，以减少总体计算时间。
2011-10-05 cs.CE physics.bio-ph physics.flu-dyn
Entropic Lattice Boltzmann Model for Charged Leaky Dielectric Multiphase Fluids in Electrified Jets
我们提出了一个格子玻尔兹曼模型带电泄漏介电多相流体的带电射流模拟的背景下，这是一些生产技术，包括静电纺丝的兴趣。利用Carreau假塑性流体模型，考虑了非线性流变学对带电射流动力学的作用。我们报告探索性的模拟带电液滴在休息和恒定的电场下，我们提供的结果带电射流形成静电纺丝条件下。
2019-10-18 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Compressible Fluids with Maxwell-type equations, the minimal coupling with electromagnetic field and the Stefan-Boltzmann law
本文给出了带电流体与电磁流体耦合的高导数拉格朗日量，并讨论了狄拉克约束分析。得到了一组由非协变规范条件确定的第一类约束。利用路径积分方法得到相应高阶导数哈密顿量的配分函数，并利用Faddeev-Popov方法构造有效拉格朗日量.通过配分函数得到了Stefan-Boltzmann型定律。
2016-07-11 cond-mat.other physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann method for shape optimization of fluid distributor
本文以强化过程为目的，对平板式树状流体分布器进行了形状优化。在流体体积不变的约束下，以减小流体阻力为目标，提出了一种基于格子玻尔兹曼方法（LBM）的形状优化算法。设计了初始分配器和优化分配器的原型。通过数值模拟研究了这些分流器的流体分布和水力特性。结果表明，优化后的分布器在保持流体均匀分布的同时，压降比初始值降低了15.9%~ 25.1%，体现了流体分布器的过程强化作用，表明了该优化算法在工程优化设计中的应用价值。
2013-03-01 physics.comp-ph physics.flu-dyn
An extensible lattice Boltzmann method for viscoelastic flows: complex and moving boundaries in Oldroyd-B fluids
大多数生物流体是粘弹性的，这意味着它们除了牛顿流体中发现的耗散特性之外还具有弹性特性。计算模型可以帮助我们理解粘弹性流动，但通常局限于如何处理复杂的流动几何形状和悬浮颗粒。在这里，我们提出了一个格子Boltzmann求解器Oldrophil-B流体，可以处理任意形状的固定和移动的边界条件，这使得它非常适合于有限的胶体悬浮液的模拟。我们验证我们的方法，使用几个标准的流变设置，并另外研究了一个单一的沉淀胶体，也发现与文献的良好协议。我们的方法可以很容易地扩展到本构方程以外的Oldrophil-B。这种灵活性和复杂边界的处理为粘弹性流体中的微泳者的研究提供了希望。
2020-11-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Two-fluid discrete Boltzmann model for compressible flows: based on Ellipsoidal Statistical Bhatnagar-Gross-Krook
提出了一种基于椭球统计Bhatnagar-Gross-Krook（ES-BGK）的双流体离散Boltzmann模型（DBM）。该模型具有灵活的普朗特数或比热容比。在数学上，该模型由两个耦合的离散玻尔兹曼方程（DBE）组成。每个DBE描述流体的一个组分。物理上，该模型等价于基于NS方程的宏观流体模型，并补充了一个用于热力学非平衡行为的粗粒度模型。为了获得灵活的普朗特数，在椭球统计分布函数中引入一个系数来控制粘度。为了得到一个灵活的比热比，在能量动能矩中引入一个参数来控制额外的自由度。对于二元混合物，宏观流体模型和DBM模型之间的对应关系可能是几对一。通过五个典型的基准测试对模型进行了验证。一些有趣的非平衡结果，这是在NS模型或单流体DBM中不可用的。
2020-12-15 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Coupled dynamics of quantized vortices and normal fluid in superfluid $^4$He based on lattice Boltzmann method
采用基于涡丝模型（VFM）和格子玻尔兹曼方法（LBM）的数值方法，研究了有限温度下超流$^4$ He中量子化涡旋与正常流体的耦合动力学. LBM允许我们仅使用局部操作来模拟流体流动，即，而不是直接求解Navier-Stokes（NS）方程;流体流被认为是晶格网格上的位置之间的介观粒子的对流。虽然He II的双流体性质使其流动复杂，但LBM中正常流体的颗粒状处理显着降低了复杂性。我们确认，通过比较直接NS模拟得到的结果，所提出的数值方法再现特征流结构。我们还表明，所提出的计算方法是适合的热逆流模拟与固体边界阐明热边界层附近的加热器在一个封闭的通道。
2021-10-14 cond-mat.other physics.flu-dyn
About fluid forces computation for Volume Penalization coupled with Lattice Boltzmann method (VP-LBM)
本文在体积惩罚-格子玻尔兹曼方法（VP-LBM）的框架下，对两种不同的流体力计算方法进行了比较。第一种方法，动量交换法，使用的流体-固体界面附近的分布函数的变化，而第二种方法，应力积分法，允许直接集成到这个接口上的流体力。应用于VP-LBM，其中包括在LBM中惩罚固体，这两种方法导致显着不同的结果。本文对Naca 0012翼型在雷诺数1000时不同攻角下的升力和阻力系数进行了试验研究，并对颗粒在重力作用下在槽道中的沉降进行了试验研究。
2021-10-03 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Constraint Penalization Method in the Lattice Boltzmann Method (LBM) for Fluid-Structure Interaction
本文在LBM框架内提出约束惩罚法，通过直接对流体速度场施加惩罚项来强制刚体运动，无需显式拉格朗日乘子，实现了流固隐式耦合，能高效准确模拟流体-结构相互作用及颗粒沉降。
2025-11-03 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Role of water in physics of blood and cerebrospinal fluid
本文利用水性质温度依赖异常的物理机制，解释了生物系统动力学、电学和光学特性的温度依赖规律，揭示了水在眼球液体热力学稳定、昼夜节律切换及脑类淋巴系统清除毒素中的关键作用。
2023-08-01 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann methods for simulating non-Newtonian fluids: A comprehensive review
Queensland University of Technology（昆士兰科技大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）
本文综述了用于模拟非牛顿流体的格子Boltzmann方法，涵盖剪切依赖粘度、粘塑性和粘弹性等特性，并讨论了其应用与未来发展方向。
2026-01-13 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann modeling of wall-bounded ternary fluid flows
本文在格子玻尔兹曼方法的框架下，提出了一种描述三元流体与固体相互作用的润湿边界格式。这种用于三相流体的方案可以保持两相情况下的还原一致性，从而可以给出物理相关的结果。将该润湿边界格式与基于多组分相场论的格子Boltzmann（LB）三元流体模型相结合，模拟了含固体基底的三元流体流动问题，包括二元液滴在基底上的铺展、复合液滴在基底上的铺展以及复合液滴在基底上的剪切。数值结果与解析解或已有结果吻合较好。最后，作为一个应用，我们使用LB模型与本润湿边界方案耦合数值研究复合液滴对固体圆柱的影响。结果表明，固体表面的润湿性和无量纲韦伯数对复合液滴的动力学行为有显著影响。
2017-10-26 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Fluid Structure Interaction modelling using Lattice Boltzmann and Volume Penalization method
本文提出了一种将体积惩罚法（VP）和格子玻尔兹曼方法（LBM）相结合的方法来计算包含刚体的流固耦合问题。该方法包括在LBM公式中加入一个力项，从而将刚体视为类似于特定的多孔介质。使用的固体域的特征函数避免了昂贵的跟踪流固界面通常采用LBM处理流固耦合问题。该方法适用于三个FSI问题，并使用图形处理器单元（GPU）设备解决。的应用程序集中在能力的方法来计算阻力和升力系数的各种情况下：施加位移的圆柱体，颗粒沉降在一个非常低的雷诺数和涡激振动的圆柱体在横向流体流动。对于所有的情况下，VP-LBM方法产生的结果是在一个很好的协议与文献。
2021-06-10 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Completeness of the Lattice-Boltzmann IKT approach for classical incompressible fluids
尽管在过去的几年里出现了大量的文献，格子玻尔兹曼方法（LBM）可能是一个完整的理解还没有。作为一个例子，一个未解决的理论问题涉及离散动力学理论的构造，该离散动力学理论产生\textit{exactly}流体方程，即，是非渐近的（这里表示为\textit{LB inverse kinetic theory}）。本文的目的是研究不可压缩流体的离散逆动力学理论。我们打算表明，离散IKT可以以这样的方式定义，以满足，特别是，要求\emph{completeness}，即，{\it all}流体场被表示为动力分布函数的矩，并且{\it all}流体动力学方程可以用适当的逆动力学方程IKE的适当矩方程来识别。
2008-06-27 physics.class-ph physics.flu-dyn
Towards a Mathematical Model for the Solidification and Rupture of Blood in Stenosed Arteries
在本文中，我们提出了一个数学和数值模型的血液凝固和破裂狭窄的动脉。在动脉壁中的血流和现有的狭窄之间的相互作用被建模为三维流体-结构相互作用问题。假设血液是一种非牛顿不可压缩流体，其粘度随时间变化，服从修正的Carreau模型，流动动力学由Navier-斯托克斯方程描述。而动脉壁被认为是超弹性材料，其位移满足准静态平衡方程。使用FreeFem++在二维域上进行数值模拟。我们研究了血液的粘度，速度和最大剪切应力的行为。从数值结果，血液回流区已被确定。此外，在流动方向上的狭窄之后直接观察到高粘度和低速度的血液区域。该区域可以对应于血液积聚，然后对应于凝固区域，该凝固区域受到血流的剪切应力和动脉壁变形施加的力。因此，这个区域被认为是破裂的，然后释放出血块，导致小动脉闭塞。
2020-05-10 cs.NA math.AP math.NA
Non-Newtonian and poroelastic effects in simulations of arterial flows
在本文中，我们专注于研究不同的耦合计算模型描述的不可压缩流体和两个对称的弹性或多孔弹性结构之间的相互作用的水动力因子的影响。流体区域由时间相关的纳维-斯托克斯方程控制;而对于结构区域，我们采用两种不同类型的完全动态模型来研究弹性和孔隙弹性的影响。已知的是，血流在小血管中和在复杂几何形状的情况下显示出非牛顿性质。一方面，我们用Carreau-Yasuda模型对血液流动进行数值实验，通过与牛顿流体模型或弹性结构模型的计算结果进行比较，研究了非牛顿血液流变学和多孔弹性对基准血管的影响。另一方面，我们提出了一个二维模拟的血液流动在轴对称狭窄的动脉，不仅考虑非牛顿流体的性质，但也流固耦合。研究结果表明，不同的模型、几何形状和参数（如渗透率和Lamé系数）会影响流场特性，包括速度场和压力场、壁面切应力、相对停留时间、位移和过滤速度。
2020-10-27 cs.NA math.NA physics.flu-dyn
Towards Quantum Machine Learning of Lattice Boltzmann Collision Operators for Fluid Dynamic Simulations
Tandon School of Engineering, New York University（纽约大学坦登工程学院）
本文提出利用量子机器学习近似晶格玻尔兹曼碰撞算子，探讨其在流体动力学模拟中的应用与限制。
2026-01-07 physics.flu-dyn quant-ph
clotFoam: An Open-Source Framework to Simulate Blood Clot Formation Under Arterial Flow
针对复杂几何中血流下凝固模拟的高计算成本与多尺度挑战，开发了基于 OpenFOAM 的开源框架 clotFoam，结合血小板平流扩散聚集的连续介质模型与简化凝血模型，为复杂计算域的可靠模拟奠定基础。
2023-08-01 cs.MS physics.bio-ph physics.flu-dyn
Finite Volume $vs.$ Streaming-based Lattice Boltzmann algorithm for fluid-dynamics simulations: a one-to-one accuracy and performance study
提出了一种新的格子Boltzmann方程的有限体积（FV）离散方法，该方法结合了高精度和有限的计算量。为了评估的FV方法的性能，我们进行了系统的比较，专注于精度和计算性能，与标准的$streaming$（ST）格子玻尔兹曼方程算法。据我们所知，这种系统的比较以前从未报道过。特别是，我们的目的是澄清是否以及在何种条件下，所提出的算法，更一般地说，任何FV算法，可以作为选择的方法，在流体动力学LB模拟。因此，比较分析进一步扩展到现实流动的情况，特别是湍流条件下的热驱动流动。我们报告的第一个成功的模拟高瑞利数对流进行的格子玻尔兹曼FV为基础的算法与壁网格细化。
2016-02-05 physics.comp-ph physics.flu-dyn
