Axisymmetric multiphase Lattice Boltzmann method for generic equations of state
我们提出了一个轴对称格子Boltzmann模型的基础上Kupershtokh等人。多相模型,能够解决液-气密度比高达$10^3$。在格子Boltzmann演化方程中加入适当的源项,完全恢复了轴对称多相守恒方程。我们验证模型表明,一个静止的液滴服从杨拉普拉斯定律,比较液滴的第二振荡模式相对于一个分析解决方案,并显示正确的质量守恒的传播密度波。
2015-12-07 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Second-order force scheme for lattice Boltzmann method
基于动力学理论公式推导了格子玻尔兹曼方法的力方案。我们表明,离散晶格效应,以前消除了BGK碰撞模型中的后验,是由于一阶时空离散,并可以消除一般的碰撞模型与二阶时空离散范围广泛。特别是,最近开发的光谱多重弛豫时间(SMRT)碰撞模型的力计划,并得到数值验证。
2022-12-14 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann Method with regularized non-equilibrium distribution functions
介绍了一种新的格子玻尔兹曼(LB)模型,基于正则化的预碰撞分布函数的局部密度,速度和动量通量张量。该模型大大提高了LB方法模拟流体流动的精度和数值稳定性。这一说法得到了一些2D和3D流的模拟结果的支持。
2005-06-20 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Consistent lattice Boltzmann model for multicomponent mixtures
本文提出了一种新的多元理想气体混合物的格子Boltzmann模型。模型开发包括两个部分。首先,提出了一个新的动力学模型的Stefan-Maxwell扩散之间的物种,并实现为一个格子玻尔兹曼方程的标准离散速度集。其次,建立了一个可压缩格子Boltzmann模型的动量和能量的混合物。这两个部分始终耦合通过混合物成分,动量,压力,能量和焓,从而避免了被动标量对流扩散耦合,不像以前的方法。所提出的模型实现了标准的三维格子,并验证了一组基准突出的可压缩混合物的各个物理方面。Stefan-Maxwell扩散是针对氩气和甲烷在含有氢气的三元混合物中的上坡扩散的实验和理论进行测试的。声速是在各种二元和三元组合物中测量的。我们进一步验证Stefan-Maxwell扩散耦合与流体动力学通过模拟扩散在相反的射流和三维Kelvin-Helmholtz不稳定性的剪切层中的两种成分的混合物。除了多组分可压缩混合物,建议的格子Boltzmann模型还提供了一个扩展的格子Boltzmann方程的可压缩流制度的标准三维格子。
2020-04-23 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Contact line dynamics in binary lattice Boltzmann simulations
我们表明,当一个单一的弛豫时间格子玻尔兹曼算法被用来解决的流体动力学方程的二元流体的两个组件具有不同的粘度,在稳定状态下的强大的虚假速度导致不正确的结果的平衡接触角。我们确定这些寄生电流的起源,并演示了如何使用基于多松弛时间算法的格子玻尔兹曼方法可以大大提高结果。通过考虑毛细管填充,我们描述了前进的接触角的界面速度的依赖性。
2008-12-06 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Cubature rules for weakly and fully compressible off-lattice Boltzmann methods
非格子玻尔兹曼方法通过解耦时间、空间和粒子速度的离散化来增加格子玻尔兹曼方法的灵活性和适用性。然而,在非晶格玻尔兹曼模拟中主要使用的速度集最初是针对格子玻尔兹曼方法定制的。在这篇文章中,我们展示了如何通过从体积规则(即多元求积)推导出的速度集来提高弱可压缩和完全可压缩半拉格朗日非格子Boltzmann模拟的准确性和效率,而这些速度集不是由高斯积产生的。规则。特别是,二维激波-涡干扰的模拟表明,立方导出的九次D2 Q19速度集能够取代高斯乘积规则导出的D2 Q25。同样,五度速度设置D3 Q13和D3 Q21,以及七度D3 V27速度设置成功地测试了3D泰勒-格林涡流,以挑战和超越常规D3 Q27速度设置的质量。在马赫数Ma={0.5;1.0;1.5;2.0}的可压缩三维Taylor-Green涡流中,采用速度集D3 Q103和D3 V107的格点上模拟仅显示有限的稳定性,而非格点九度速度集D3 Q45精确地再现了文献提供的动能。
2021-06-29 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Regularized lattice Boltzmann Multicomponent models for low Capillary and Reynolds microfluidics flows
我们提出了一个正规化的版本的颜色梯度格子玻尔兹曼(LB)计划模拟液滴形成的实验相关的微流体装置。经证明,正则化版本可以提供对与通过微流体装置(例如流动聚焦器和最近的微流体分步乳化器装置)产生液滴相关的毛细血管数状态的计算高效访问。
2017-11-06 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Chemical efficiency of reactive microflows with heterogeneus catalysis: a lattice Boltzmann study
本文研究了在毫米级窄通道中,几何微不规则性对反应流转换效率的影响。三维模拟,基于格子玻尔兹曼-Lax-Wendroff代码,表明,周期性的微障碍可能有一个明显的效果上的有效反应效率的设备。一旦外推到宏观尺度,这些效应可以导致整体反应效率的相当大的增加。
2001-03-15 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Two Relaxation Time Lattice Boltzmann Method Coupled to Fast Fourier Transform Poisson Solver: Application to Electroconvective Flow
通过多物理场计算模型研究了两个无限长平行电极间的电对流流动。该模型解决了时空流动特性,使用双弛豫时间格子玻尔兹曼方法的流体和电荷传输耦合到快速傅立叶传输泊松求解器的电势。隔离模型同意与以前的分析和数值计算结果提供了一个强大的方法来模拟电流体动力学流动。
2018-12-22 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Variable slip coefficient in binary lattice Boltzmann models
本文提出了一种新的方法,在模拟气体流动的二元格子Boltzmann模型中得到变滑移系数。介绍了边界层理论。我们也研究了单流体和多流体BGK型模型。对边界滑移和努森层进行了详细分析。基准模拟进行了比较的解析推导与数值结果。在这两种情况之间发现了极好的一致性。
2008-06-11 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Recursive regularised lattice Boltzmann method for magnetohydrodynamics
Department of Mechanical and Aerospace Engineering, The University of Manchester(曼彻斯特大学机械与航空航天工程学院)
本文提出了一种递归正则化的晶格Boltzmann方法,用于高效模拟不可压缩磁流体动力学流体,通过双分布公式提升数值稳定性与计算精度。
2026-02-17 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Discrete Lattice BGK Boltzmann Equation Computations of Transient Incompressible Turbulent Jets
本文报道了用离散格子BGK Boltzmann方程计算瞬态不可压湍流平面射流的方法。先验推导的离散格子BGK玻尔兹曼方程的空间和时间依赖的弛豫时间参数,这是用来表示平均流场,从其相应的连续形式。湍流场的平均行为由标准的{ \it k- $ε$ }湍流模型表示,并使用非均匀网格上的有限体积法进行计算。将计算结果与解析解、实验数据及其它计算方法的结果进行了比较。令人满意的协议显示。
2005-03-28 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann Model for The Volume-Averaged Navier-Stokes Equations
本文提出了一种基于离散格子Boltzmann方程求解体平均纳维-斯托克斯方程的数值方法。在小马赫数的情况下,通过修正平衡分布和附加强迫项,利用Chapman-Enskog分析和Taylor展开,可以从格子Boltzmann方程得到体积平均的纳维-斯托克斯方程。由于其显式求解器和固有的并行性等优点,该方法似乎比传统的数值技术更具竞争力。数值模拟结果表明,该模型能够准确地再现流体在多孔介质中流动时孔隙率的线性和非线性阻力效应。
2014-07-09 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Galilean invariance of lattice Boltzmann models
众所周知,由于非物理的速度依赖性粘度,原始的格子Boltzmann(LB)方程偏离了纳维-斯托克斯方程。这种非物理依赖性违反了伽利略不变性,并将LB方法的验证域限制在近不可压缩流。如前所示,恢复正确的传输现象的动力学方程取决于较高的流体动力学力矩。在这封信中,我们给出了恢复各种传输系数的具体标准。通过数值实验证明了一类LB模型的伽利略不变性。
2008-01-18 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A lattice Boltzmann method based on generalized polynomials and its application for electrons in metals
基于一组新的广义正交多项式的平衡分布函数的幂展开,提出了一种格子玻尔兹曼方法。新的多项式在平衡分布函数本身定义的权重下是正交的。D维埃尔米特多项式是本多项式的一个子情形,与高斯函数的特定权重相关联。所提出的格子玻尔兹曼方法允许半经典流体的治疗,如在Drude-Sommerfeld模型下的金属中的电子,这是一个特殊的情况下,我们开发和验证的黎曼问题。
2017-03-12 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann Model for Transonic Flows
针对混合晶格高阶矩各向同性不足导致跨音速建模困难的问题,本文解耦物理空间与速度空间晶格,提出仅含81个离散速度、马赫数可达2的高各向同性 lattice Boltzmann 模型,并通过基准验证其简单高效。
2024-09-10 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Improved phase-field-based lattice Boltzmann models with a filtered collision operator
在这项研究中,一个相场格子玻尔兹曼模型的基础上的Allen-Cahn方程与过滤碰撞算子和高阶修正的平衡分布函数。在这里,我们表明,除了产生与以前的数值方法,解析解,并与密度比为1000的实验一致的数值结果,以前的数值缺陷得到解决。具体而言,新模型具有低粘度下的鲁棒性,界面剪切应力的准确预测,以及人工密集气泡和稀薄液滴的去除等特点。
2019-04-13 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A lattice Boltzmann approach for acoustic manipulation
本研究提出一种基于格子玻尔兹曼模型与核插值的声辐射力计算方法,无需直接求解流体方程,少量单元即可高精度复现经典理论,为声镊、微泳体操控等声学操控场景的模拟提供新工具。
2024-07-13 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
Diffusion dominated evaporation in multicomponent lattice Boltzmann simulations
采用Shan和Chen提出的赝势多组分格子玻尔兹曼方法,建立了扩散主导的蒸发模型。通过对扩散系数的解析计算,证明了扩散符合Fick定律。然后,我们验证了我们的模型的适用性,通过展示协议的蒸发平面膜的界面位置的时间演化的分析预测。此外,我们研究了一个自由浮动的液滴的蒸发,并确认拉普拉斯压力的影响是显着的小液滴半径的时间演化预测。
2017-01-31 physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann Study of Velocity Behaviour in Binary Mixtures Under Shear
本文应用格子玻尔兹曼方法研究了剪切作用下双组分流体中速度剖面在旋节线分解过程中的弛豫。在简单流体中,当剪切流施加在系统的边界上时,获得三角形轮廓所需的时间与粘度成反比,与系统尺寸的平方成正比。我们发现,同样的行为也发生在二元混合物,在混合物中的任何组分比,并独立于剪切流时,在相分离过程中打开的时间。
2003-03-05 physics.comp-ph physics.flu-dyn
A new scheme based on the Hermite expansion to construct lattice Boltzmann models associated with arbitrary specific heat ratio
提出了一种新的具有可变比热比的格子Boltzmann格式。新的自由度通过与内部结构相关的内能引入。将分布函数的演化方程简化为两个演化方程。一个与密度和速度有关,另一个与能量有关。通过Hermite展开,导出了二维晶格Boltzmann模型和三维晶格Boltzmann模型。采用两种格子Boltzmann模型对一维激波管进行了数值模拟。数值结果与解析解吻合良好。
2016-08-26 hep-lat physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann method for thermal flow simulation on standard lattices
最近引入的具有能量守恒的自洽格子Boltzmann模型[S. Ansumali,I.V. Karlin,Phys. Rev. Lett. 95,260605(2005)]扩展到标准晶格上的热流模拟。建立了标准正方形网格上的二维热模型,并在Couette和Rayleigh-Bénard自然对流问题中进行了验证。
2007-06-20 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
Renormalization of the Lattice Boltzmann Hierarchy
有没有可能只用少量的粒子速度来解玻尔兹曼型动力学方程?我们介绍了一种新的技术,解决动力学方程(任意)大量的粒子速度只使用格子玻尔兹曼方法的标准,低对称晶格。在中等Knudsen数下,用平面Couette流的精确解验证了重整化动力学方程。
2007-03-16 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
On the Generalized Hermite-Based Lattice Boltzmann Construction, Lattice Sets, Weights, Moments, Distribution Functions and High-Order Models
讨论了广义Hermite多项式的使用对基于Hermite的格子Boltzmann(LB)构造方法、格子集、热权重、矩和平衡分布函数(EDF)的影响。提出了一种新的力矩系统。分析了获得高阶厄米LB模型的理论可能性,该模型能够精确地匹配1)笛卡尔格点上的一些第一流体动力学矩,2)EDF中的热权重,3)同时精确匹配的最高可能流体动力学矩是用具有一些固定实值温度的最短笛卡尔格点集获得的。关键词:格子玻尔兹曼,流体动力学,动力学理论,分布函数
2013-04-17 cs.CE physics.comp-ph physics.flu-dyn
Integer Lattice Gas with Monte Carlo collision operator recovers the entropic lattice Boltzmann method with Poisson distributed fluctuations
我们正在研究一种新的格子气,它与现代的格子玻尔兹曼方法非常相似。这种新的晶格气,我们称之为蒙特卡罗格子气,具有有趣的性质,阐明了起源的多弛豫时间碰撞算子,它推导出的熵晶格玻尔兹曼的平衡分布。此外,这些格子气方法具有由泊松统计给出的伽利略不变波动,进一步深入了解波动格子玻尔兹曼方法的特性。
2017-10-26 physics.comp-ph
Connecting lattice Boltzmann methods to physical reality by coarse-graining Molecular Dynamics simulations
格子玻尔兹曼方法的成功归因于它们的介观性质,作为一种可从物理上一致的微观模型导出的方法。最初的格子玻尔兹曼方法是底层格子气的玻尔兹曼平均。在向现代格子玻尔兹曼方法的过渡中,这种联系被打破了,并且经常使用的用于实现高雷诺数的过松弛被认为缺乏物理动机。虽然这种方法具有不可否认的实用性,但它似乎打破了与任何潜在物理现实的联系,从而质疑格子玻尔兹曼方法在流体模拟方法中的特殊地位。在这封信中,我们表明,超弛豫自然产生的物理晶格气体,作为一个粗粒化的分子动力学模拟,从而重新肯定了坚实的基础,格子玻尔兹曼方法在物理现实。
2021-09-22 physics.comp-ph
A lattice Boltzmann study of reactive microflows
本文研究了毫米级三维窄通道中几何微障壁对反应流转化效率的影响。使用晶格玻尔兹曼-Lax-Wendroff代码,我们表明,微障碍有一个明显的影响,有效的反应效率的设备。如果外推到宏观尺度,这些效应可以导致整体反应效率的大幅提高。
2001-08-21 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
Recovery of Galilean Invariance in Thermal Lattice Boltzmann Models for Arbitrary Prandtl Number
在本文中,我们证明了一组所需的基本条件制定的热流体动力学格子玻尔兹曼模型在任意普朗特数。然后提出了符合这些条件的特定碰撞算子形式。它允许两个独立的弛豫时间,一个用于粘度,另一个用于热导率。但更重要的是,由此产生的热流体动力学方程的基础上,这样的碰撞算子形式的理论上示出,以消除众所周知的非伽利略不变的文物在非单位普朗特数在以前的热晶格玻尔兹曼模型与多个弛豫时间。
2014-03-10 nlin.CG physics.comp-ph physics.flu-dyn
Lattice Boltzmann model for weakly compressible flows
提出了一种基于晶格的能量守恒格子Boltzmann模型,用于模拟弱可压缩流动。讨论了构建这种模型的理论要求和方法。我们证明,该模型恢复等熵声速除了粘性加热和热通量动力学的影响。几个测试用例的声学,热和热声流模拟所提出的模型的准确性。
2019-09-15 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph physics.flu-dyn
Cross Correlators and Galilean Invariance in Fluctuating Ideal Gas Lattice Boltzmann Simulations
我们分析了Adhikari格子玻尔兹曼方法[Europhys. Lett. 71,473(2005)],并发现只要考虑稳定系统,即使对于小波长,它也显示出与理论的极好的一致性。这与其他有限差分和旧的格子玻尔兹曼实现相反,这些实现仅在大波长的限制下显示收敛。特别是交叉关联函数消失到小于0.5%。然而,对于较大的平均速度,伽利略不变性的违反表现出自己通过类似于那些早期的实现的幅度的错误。
2010-10-07 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Keldysh-Lattice Boltzmann approach to quantum nanofluidics
提出耦合 Keldysh 非平衡量子输运形式与纳米尺度格点玻尔兹曼方法的计算框架,用于量子工程纳米流体器件的计算设计。
2024-03-23 physics.comp-ph
A Fluctuating Lattice Boltzmann Method for the Diffusion Equation
我们导出了求解扩散方程的涨落格子玻尔兹曼方法。该方法克服了以往推导流体力学系统波动格子玻尔兹曼方法的一些缺点。这个扩散系统的比较简单突出了波动格子玻尔兹曼方法的第一个精确推导的基本特征。
2016-06-24 cond-mat.soft physics.comp-ph
Lattice Boltzmann model for the simulation of the wave equation in curvilinear coordinates
自其起源以来,格子玻尔兹曼方法一直被限制在直角坐标,这一事实危及圆柱或球面对称性问题的应用,并使复杂几何形状的实现复杂化。然而,M.门多萨最近在他的博士论文中提出了一个一般程序(基于Christoffel符号)来构建曲线坐标系下的格子玻尔兹曼模型,该模型在柱坐标和球坐标系下的流体力学中显示出非常好的结果。在这项工作中,我们构建了一个格子玻尔兹曼模型的标量波在曲线坐标系中的传播,我们用它来确定内的振动模式圆柱,喇叭和环面。该模型正确地再现了理论预期的振动模式,并阐明了广泛的未来应用的格子玻尔兹曼模型在一般曲线坐标。
2018-02-22 physics.comp-ph
Moment Independent Expansion for Fourth-Order Corrections in Lattice Boltzmann Methods
给出了格子玻尔兹曼方法的四阶展开。这种扩展提供了一个简单的模型,用于寻找各种物理系统的格子玻尔兹曼方法的四阶修正。四阶项可以产生比传统的二阶格子玻尔兹曼实现更好的结果。虽然,这份手稿只涉及四阶扩展,这种扩展很容易扩展到任意阶。我们提出的例子,如何利用这种扩展,并提供基本的分析,以显示如何从较低的阶模型的扩散系统和相分离系统的四阶方法不同。
2018-01-17 physics.comp-ph
Uniform Polynomial Equations Providing Higher-order Multi-dimensional Models in Lattice Boltzmann Theory
我们提出了一组多项式方程,提供模型的格子玻尔兹曼理论的任何所需的精度水平和任何维空间的一般形式。我们明确地推导出适用于描述热可压缩流的水平的纳维-斯托克斯方程的二维和三维模型。
2011-05-10 math-ph math.MP physics.comp-ph
An Onsager-like Relation for the Lattice Boltzmann Method
提出了一种新的构造和分析格子Boltzmann(LB)方法的判据--Onsager关系。对于服从这种关系的LB模型,我们分析了它们的线性化稳定性,建立了它们的扩散极限,并对具有自由参数的LB模型找到了新的约束条件。新的关系似乎是LB方法的根本重要性。
2008-05-10 physics.comp-ph
Integer Lattice Gas with a sampling collision operator for the fluctuating Navier-Stokes Equation
本文提出带采样碰撞算子的整数格子气方法,在Boltzmann极限下接近熵格子Boltzmann,并保留额外相关性影响体粘性,同时提升计算效率。
2025-10-24 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
Simulation of static critical phenomena in non-ideal fluids with the Lattice Boltzmann method
用格子玻尔兹曼方法模拟了波动非理想流体在临界点的运动.它表明,该方法,采用金-朗道自由能泛函,正确地再现了静态的临界行为与伊辛普适类。应用有限尺寸标度分析确定与序参量、压缩性和比热相关的临界指数。一个特别的重点是把有限大小的影响和相关的问题的整体守恒的顺序参数。
2012-07-02 cond-mat.soft physics.comp-ph physics.flu-dyn
A fluctuating lattice-Boltzmann method with improved Galilean invariance
在本文中,我们表明,标准的实施波动格子玻尔兹曼方法不服从伽利略不变性的基本水平。为了解决这个问题,我们引入了一种新的多弛豫时间格子玻尔兹曼方法,其中碰撞矩阵依赖于局部速度。这种新方法在概念上很优雅,但在数值上效率很低。然而,用一个小的数值技巧,这种方法几乎恢复了原来的效率,并允许实际实施的波动格子玻尔兹曼方法显着改善伽利略不变性。这将是重要的应用波动格子玻尔兹曼的非平衡系统,涉及强流场。
2012-05-01 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
An accurate lattice Boltzmann method for interface capturing
相界面的准确求解对于不混溶多相流系统的建模具有重要意义。本文从修正的Allen-Cahn方程(ACE)出发,提出了一种精确的界面捕捉格子玻尔兹曼方法。通过符号距离函数与序参量之间的关系,在保持质量守恒特性的基础上,基于常用的守恒公式建立了修正的ACE。一个合适的强迫项被仔细纳入格子玻尔兹曼方程正确恢复的目标方程。然后,我们测试所提出的方法通过模拟一个典型的界面跟踪问题的单涡,并证明本模型可以更精确的数值比现有的格子玻尔兹曼模型的保守ACE,特别是在一个小的界面厚度尺度。
2022-03-10 physics.comp-ph
A combined approach of Lattice Boltzmann Method and Maxwell-Stefan equation for modeling multi-component diffusion in solid oxide fuel cell
格子玻尔兹曼模型提供了更好的理解与多组分扩散的介观视野比宏观模型。基于动力学理论,以He-Luo模型为出发点的多组分扩散Lattice Boltzmann模型存在可压缩性误差和对格子单元内速度和粘度设置的局限性。在此基础上,提出了一种新的基于对流扩散方程的格子Boltzmann模型,该模型通过弛豫时间与Maxwell-Stefan方程耦合。该模型在对流扩散方程中不引入压力项,避免了可压缩性误差。此外,各组分的速度在Maxwell-Stefan方程中计算,而不包含在平衡分布函数中,减少了欠松弛迭代中对晶格单元速度和粘度设置的限制。通过对固体氧化物燃料电池多孔阳极中H2-H2O-Ar三元传质过程的模拟,验证了格子Boltzmann模型的准确性。计算了浓度超势,并与几种已发表的连续尺度和格子Boltzmann计算结果进行了比较,其中,我们的模型与实验测量结果具有较好的一致性.
2018-09-05 physics.comp-ph
A comparison of the static and dynamic properties of a semi-flexible polymer using lattice-Boltzmann and Brownian dynamics simulations
本文的目的是比较结果从格子玻尔兹曼和布朗动力学模拟的线性链分子。我们已经系统地改变了可能影响格子玻尔兹曼模拟的准确性的参数,包括网格分辨率、温度、聚合物质量和流体粘度。周期边界条件的影响被最小化的分析校正的不同的长程相互作用的周期和无界系统。晶格玻尔兹曼结果的扩散系数和劳斯模式弛豫时间被发现是不敏感的温度,这表明流体动力学阻滞的影响是小的。通过增加格子Boltzmann网格相对于聚合物尺寸的分辨率,获得扩散系数和弛豫时间的收敛结果;这些结果与布朗动力学在1- 2%内一致。
2009-05-17 physics.comp-ph
Improved axisymmetric lattice Boltzmann scheme
本文提出一种求解不可压轴对称流动的改进格子Boltzmann格式。该计划具有以下特点。首先,它仍然是在使用单粒子密度分布函数的标准格子玻尔兹曼方法的框架内,并且与格子玻尔兹曼方法的原理一致。第二,该格式的源项简单,不含速度梯度项。由于这一特点,该方案易于实现。此外,轴处的奇异性问题可以得到适当的处理,而不会影响格子玻尔兹曼方法的一个重要优点:边界条件的容易处理。通过模拟Hagen-Poietille流、三维Womersley流、晶体生长中的Wheeler基准问题和圆柱形空腔中的盖驱动旋转流,对该方案进行了测试。数值结果与解析解和前人的研究结果吻合较好。
2010-03-01 physics.comp-ph
Lattice Boltzmann scheme for hydrodynamic equation of phonon transport
本文利用格子Boltzmann格式数值求解了流体力学极限下Callaway双弛豫模型下的声子Boltzmann方程。通过对晶格Boltzmann方程进行Chapman-Enskog展开,将电阻散射项作为等效源项,得到声子流体动力学方程,并将该方程分别在主法向散射和主电阻散射的极限下化为Guyer-Krumhansl热输运方程和傅里叶定律.用本文的数值格式对几种从扩散区到流体动力区的热输运情况进行了广泛的模拟,得到的结果与基准解吻合得很好。两个著名的声子流体动力学现象,包括声子Poiffille流和第二声传播的格子Boltzmann计划很好地捕捉。本文的工作将促进声子法向散射引起的非傅立叶热输运的数值模拟和深入理解。
2020-10-05 physics.comp-ph
A family of single-node second-order boundary schemes for the lattice Boltzmann method
在这项工作中,我们提出了一族单节点二阶边界格式的格子玻尔兹曼方法与一般的碰撞条款。格式的构造是相当普遍和简单的,它不涉及具体的格子玻尔兹曼模型,并使用中途反弹规则作为中心步骤。所构造的格式都是二阶精度的,如果是反弹规则。此外,由于凸组合,所提出的方案具有良好的稳定性。几个具体的计划的精度和稳定性进行了数值验证的多重弛豫时间模型在二维和三维。
2017-12-22 physics.comp-ph
Lattice Boltzmann scheme for relativistic fluids
本文提出了一种适用于相对论流体的格子Boltzmann公式,并通过与最近对粘性夸克-胶子等离子体中相对论激波传播的流体力学模拟的定量比较,进行了数值验证。这一提法开辟了出口的主要优势,格子玻尔兹曼方法的相对论性的背景下,这似乎特别有用的复杂几何形状的相对论性流体的模拟的可能性。
2009-12-15 physics.comp-ph physics.plasm-ph
Consistent lattice Boltzmann methods for the volume averaged Navier-Stokes equations
针对体积平均Navier-Stokes方程,提出带压力修正强迫项、考虑时空变化局部体积分数的新型晶格玻尔兹曼格式,经理论分析和数值验证,其速度与压力均达二阶收敛,为首类实现该特性的方法。
2022-08-19 cs.NA math.NA physics.comp-ph
Relaxation-rate formula for the entropic lattice Boltzmann method
本文给出了一个适用于熵格子玻尔兹曼方法(ELBM)的简洁而统一的弛豫率公式。该公式不仅在数值上保证了离散时间H定理,而且充分考虑了与流体力学的一致性。有了这个新的公式,ELBM的计算成本显着降低,该方法现在可以有效地用于广泛的流体力学应用,包括高雷诺数流动。此外,我们证明,流场急剧变化的网格点有效地标记的公式。
2019-04-01 physics.comp-ph
A Partial Entropic Lattice Boltzmann MHD Simulation of the Orszag-Tang Vortex
Karlin介绍了一种解析确定的熵格子Boltzmann算法的Navier-Stokes湍流。在这里,这是部分扩展到格子玻尔兹曼模型的磁流体力学,使用的矢量分布函数的方法的磁场的Dellar。(允许具有场反转)。部分熵算法成功地与Orszag-Tang涡(1979)的标准模拟进行了基准测试。
2017-12-18 nlin.CG physics.comp-ph physics.plasm-ph
Matrix-valued Quantum Lattice Boltzmann Method
Technische Universität München(慕尼黑工业大学)
本文提出一种矩阵值量子玻尔兹曼方程的格子玻尔兹曼方法,用费米-狄拉克函数替代经典麦克斯韦分布,用于模拟复杂自旋系统,应用于自旋电子学。
2015-02-23 cs.NA math.NA physics.comp-ph
An alternative method for simulating particle suspensions using lattice Boltzmann
在这项研究中,我们提出了另一种方法来模拟粒子悬浮液使用格子玻尔兹曼方法。其主要思想是在位于颗粒边界上的晶格位置施加非滑移边界条件。重点放在格点,而不是他们之间的联系,在更常用的方法中所做的,代表了一个很大的简化算法。该方法的一个完整的描述,除了模拟比较所提出的方法与其他方法,也与实验结果。
2011-05-14 cond-mat.soft physics.comp-ph
Lattice Boltzmann simulation of electrowetting-on-dielectric in a rough-wall channel
提出了一种格子Boltzmann模型来模拟介质上电润湿(EWOD)。采用格子玻尔兹曼方法分别模拟了绝缘蒸汽和电解质液滴,接触角余弦与电场力之间的线性关系验证了模型的可靠性。在模拟外加电场作用下电解质在粗糙壁通道中的流动时,发现窄通道比宽通道更敏感,通量随电场的增大而单调减小,但当电场足够强时,通量可能突然增大。
2007-09-07 physics.class-ph physics.comp-ph
Parallelised Hoshen-Kopelman algorithm for lattice-Boltzmann simulations
我们讨论了两个主题,我们遇到了在我们的格子玻尔兹曼模拟复杂的流体:液滴的大小在颗粒稳定的乳液和流体流动中的可变形颗粒。这些看似不同的主题的共同点是,它们都代表了Hoshen-Kopelman算法的新应用的机会。该算法基于检测网格上的连接簇并标记所涉及的网格站点,使得所有连接的站点共享相同的标签。晶格存在的假设使其成为与晶格玻尔兹曼模拟结合使用的方便算法。为了在大规模并行仿真期间动态应用该算法,它也需要并行化。我们提出了我们的并行实现,这是专门为一个共同的并行化计划的格子玻尔兹曼方法,并比较它与以前的工作。然后,我们简要地讨论了一些例子,使用这个过程所获得的结果。
2014-11-03 cond-mat.soft physics.comp-ph