本文選題：微尺度流動　切入點：過渡區(qū)　出處：《物理學(xué)報》2016年01期

【摘要】：為提高采用二維九速離散速度模型的格子Boltzmann方法 (LBM)模擬微尺度流動中非線性現(xiàn)象的精度和效率,引入Dongari等提出的有效平均分子自由程對黏性進(jìn)行修正(Dongari N,Zhang Y H,Reese J M2011 J.Fluids Eng.133 071101);并針對以往研究微尺度流動時采用邊界處理格式含有離散誤差的問題,采用多松弛系數(shù)格子Boltzmann方法結(jié)合二階滑移邊界條件,對微尺度Couette流動和周期性Poiseuille流動進(jìn)行模擬,并將速度分布以及質(zhì)量流量等模擬結(jié)果與直接模擬蒙特卡羅方法模擬數(shù)據(jù)、線性Boltzmann方程的數(shù)值解以及現(xiàn)有的LBM模型模擬結(jié)果進(jìn)行對比.結(jié)果表明,相對于現(xiàn)有的LBM模型,引入新的修正函數(shù)所建立的有效黏性多松弛系數(shù)LBM模型有效提高了LBM模擬過渡區(qū)的微尺度流動中的非線性現(xiàn)象的能力.
[Abstract]:In order to improve the accuracy and efficiency of the lattice Boltzmann method for the simulation of nonlinear phenomena in micro-scale flows, a two-dimensional nine-speed discrete velocity model is proposed.The effective average molecular free path proposed by Dongari et al is introduced to modify the viscosity of Dongari Nu Zhang Y Hnese J 2011 J.Fluids Eng.133 071101, and the problem that the boundary treatment scheme contains discrete errors in the study of microscale flow in the past is discussed.The multi-relaxation coefficient lattice Boltzmann method combined with second-order slip boundary condition is used to simulate the micro-scale Couette flow and periodic Poiseuille flow. The simulation results of velocity distribution and mass flow are compared with the direct simulation Monte Carlo simulation data.The numerical solution of the linear Boltzmann equation and the simulation results of the existing LBM model are compared.The results show that compared with the existing LBM model, the effective viscosity multi-relaxation coefficient LBM model established by the new modified function can effectively improve the ability of LBM to simulate the nonlinear phenomena in the micro-scale flow in the transition region.
【作者單位】： 西安交通大學(xué)能源與動力工程學(xué)院;西北工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號:51305355) 國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(批準(zhǔn)號:2012CB026002) 國家科技支撐計劃(批準(zhǔn)號:2013BAF01B02)資助的課題~~
【分類號】：O35

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本文編號：1708928