高雷诺数流动模拟的 LBM 方法

doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1933

上海大学学报(自然科学版) ›› 2019, Vol. 25 ›› Issue (2): 256-265.doi: 10.12066/j.issn.1007-2861.1933

高雷诺数流动模拟的 LBM 方法

陈彦晓, 李孝伟(), 丁珏, 翁培奋

上海大学上海市应用数学和力学研究所,上海 200072

收稿日期:2017-04-25 出版日期:2019-04-30 发布日期:2019-05-05
通讯作者: 李孝伟 E-mail:xwli@staff.shu.edu.cn
基金资助:
国家重点基础研究发展计划(973计划资助项目2014CB744100)

Lattice Boltzmann method for simulation of flow with high Reynolds number

CHEN Yanxiao, LI Xiaowei(), DING Jue, WENG Peifen

Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics, Shanghai University, Shanghai 200072, China

Received:2017-04-25 Online:2019-04-30 Published:2019-05-05
Contact: Xiaowei LI E-mail:xwli@staff.shu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

针对贴体网格下广义形式的补充插值 LBM方法(generalized interpolation lattice Boltzmann method, GILBM),发展了一种当地时间步法,在改善高雷诺数下翼型绕流模拟中计算稳定性的同时,有效地提高了计算效率. 另外, 通过引入非平衡态外推边界处理,合理解决了 LBGK 模型中处理复杂边界困难的问题. 对 $5.0\times10^4\leqslant Re\leqslant 5.0\times10^6$ 的 NACA0012 翼型绕流进行了数值模拟,并对算法的计算效率和稳定性进行分析, 证明了发展方法的优越性.

关键词: 格子 Boltzmann 方法, 贴体网格, 当地时间步, 高雷诺数, 非平衡态外推

Abstract:

A local time step technique for the generalized interpolation lattice Boltzmann method (GILBM) with the body-fitted grid is developed to improve stability and accelerate convergence of airfoil flow simulation at a high Reynolds number. The difficulty in dealing with complex boundaries in the LBGK model is overcome by introducing the non-equilibrium extrapolation boundary treatment. Flows of NACA0012 airfoil within the range are simulated. Advancement of the method is verified by comparing efficiency and stability of the calculation with traditional GILBM.

Key words: lattice Boltzmann method (LBM), body-fitted grids, local time step, high Reynolds number, non-equilibrium extrapolation

中图分类号:

V211.3

陈彦晓, 李孝伟, 丁珏, 翁培奋. 高雷诺数流动模拟的 LBM 方法[J]. 上海大学学报(自然科学版), 2019, 25(2): 256-265.

CHEN Yanxiao, LI Xiaowei, DING Jue, WENG Peifen. Lattice Boltzmann method for simulation of flow with high Reynolds number[J]. Journal of Shanghai University（Natural Science Edition）, 2019, 25(2): 256-265.

图/表 9

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图2

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图7

参考文献 15

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Lattice Boltzmann method for simulation of flow with high Reynolds number

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