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FVM与LBM耦合模拟三维流动问题

栾辉宝  徐辉  陈黎  陶文铨  
【摘要】:近年来,多尺度数值模拟方法发展迅速,为研究多尺度现象提供了一条有效的途径.在模拟复杂流动问题时,如果仅采用宏观方法,则会存在一些不足,诸如无法预知微小部分的流动细节以及引入经验关联式;如果仅采用介观\微观方法,则需要消耗大量的计算资源.基于单一方法的不足,本文构造了宏观有限容积法(FVM)与介观格子Boltzmann方法(LBM)的耦合模型(CFVLBM).CFVLBM的关键在于如何由FVM中宏观量重构出LBM中密度分布函数.文中给出了具有二阶精度的重构算子.选取两个三维流动问题,方形通道内充分发展流动和顶盖驱动流对模型进行了考核,计算结果同基准解符合的很好.研究表明,基于文中重构算子的CFVLBM可以准确有效地应用于模拟三维流动问题.

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