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浸入运动边界-格子Boltzmann方法4种固含率计算方法对比研究
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作者 夏明 邓柳泓 +1 位作者 黄刚海 徐远臻 《湘潭大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第1期24-34,共11页
为了达到流固耦合,格子Boltzmann方法(LBM)可采用浸入运动边界法(IMB)实现移动颗粒边界上的无滑移条件.该耦合方式(IMB-LBM)中固含率计算方法对流固耦合计算精度和效率有影响.对常用的固含率4种计算方法,即蒙特卡洛法(MCM)、单元分解法(... 为了达到流固耦合,格子Boltzmann方法(LBM)可采用浸入运动边界法(IMB)实现移动颗粒边界上的无滑移条件.该耦合方式(IMB-LBM)中固含率计算方法对流固耦合计算精度和效率有影响.对常用的固含率4种计算方法,即蒙特卡洛法(MCM)、单元分解法(UDM)、近似多边形法(APM)和闭合边界法(CBM),分别阐述其具体算法,对比了它们的计算精度和计算效率;最后通过圆盘颗粒非连续变形分析方法(DDDA)与IMB-LBM耦合模型下的一个多颗粒沉降流固耦合算例,对比分析了它们在流固耦合计算过程中的耗时.结果表明:1)CBM无误差,MCM和UDM在随机点数取1000,子单元数取100时误差稳定在1%以下,APM在颗粒直径大于格子长度10倍时,误差小于0.44%;2)MCM和UDM的计算精度及耗时分别与随机点数和子单元数相关,它们的计算耗时大于APM和CBM;3)计算效率上,APM>CBM>UDM>MCM,其中CBM计算耗时略微大于APM,APM和UDM计算耗时分别比MCM少2个和1个数量级.该结果可为IMB-LBM耦合模型中固含率计算方法优选提供借鉴. 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 浸入运动边界法 固含率计算 近似多边形法 圆盘颗粒非连续变形分析
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轴对称Boltzmann模型方程统一算法与空天飞行环境喷管流动模拟
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作者 李凡 李志辉 +2 位作者 李中华 罗万清 陈爱国 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期47-55,I0001,共10页
拦截机动飞行器周围大范围区域存在主喷/侧喷流/羽流影响,而传统的纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程不能很好模拟发动机喷管扩张段出口附近流动情况,需要一种新的方法来处理这种全流域流动问题。为解决该问题,针对特定轴对称喷管... 拦截机动飞行器周围大范围区域存在主喷/侧喷流/羽流影响,而传统的纳维-斯托克斯(Navier-Stokes,N-S)方程不能很好模拟发动机喷管扩张段出口附近流动情况,需要一种新的方法来处理这种全流域流动问题。为解决该问题,针对特定轴对称喷管内流动,本文通过数学推导确立描述不同克努森数稀薄环境条件下的轴对称喷管内流动Boltzmann模型方程,初步建立适于该模型方程的数值格式与气体动理论统一算法。通过开展同轴圆筒间的定常/非定常旋转流动以及轴对称喷管内流动数值计算研究,发现统一算法计算流场与其他途径得到的结果吻合较好,验证了统一算法在全局克努森数喷管流动模拟的适应性和可靠性。通过与低密度风洞实验对比,喷管出口核心区羽流结构一致,羽流轴线压力分布一致,表明统一算法可以有效解决喷管入口压缩段到扩张段多流域混合,尤其是出口附近稀薄气体真空低压环境流动问题。 展开更多
关键词 轴对称喷管流动 气体动理论统一算法 boltzmann模型方程 旋转库埃特流动 羽流环境
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含孔板微通道内随流气泡运动的两相格子Boltzmann模拟
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作者 丁弘毅 王治云 +2 位作者 赵敬帅 王楠 娄钦 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第1期97-109,共13页
带有气泡的两相流系统存在于各种工业过程中,涉及复杂的相界面变化,但气泡在管道中伴随液相流动时,通过孔板的运动过程尚未有充分的研究结果.相场格子Boltzmann模型在模拟复杂界面方面具有优势,适合研究气泡两相流在含孔板微通道内的运... 带有气泡的两相流系统存在于各种工业过程中,涉及复杂的相界面变化,但气泡在管道中伴随液相流动时,通过孔板的运动过程尚未有充分的研究结果.相场格子Boltzmann模型在模拟复杂界面方面具有优势,适合研究气泡两相流在含孔板微通道内的运动,分析We数、气泡相对大小和孔板表面润湿性等因素对气泡动力学特性的影响.数值计算结果显示,随着We数增加,气泡表面张力减小,导致其穿过孔板结构时更易被撕裂,峰值速度降低.在研究的参数范围内存在两个临界直径比,这两个临界值将气泡通过孔板的运动分成三种形态,而且临界直径比会随We数的增加而减小.另外,随着接触角的增大,孔板表面对气体的吸附能力加强,气泡与孔板表面的接触面积增加,引起穿过孔板气泡的质量减少和气泡通过的速度增加. 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 气泡运动 孔板 两相流 润湿性
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基于格子Boltzmann方法的钉扎螺旋波反馈控制
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作者 赖瑶瑶 陈鑫梦 +1 位作者 柴振华 施保昌 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期78-87,共10页
螺旋波是心室跳动过速和纤维性颤动的根源,钉扎螺旋波相对于自由螺旋波来说更难消除.本文采用格子Boltzmann方法求解,以FitzHugh-Nagumo模型为对象,研究了使用反馈控制法消除钉扎螺旋波.数值结果表明,无论钉扎螺旋波钉在圆形障碍物还是... 螺旋波是心室跳动过速和纤维性颤动的根源,钉扎螺旋波相对于自由螺旋波来说更难消除.本文采用格子Boltzmann方法求解,以FitzHugh-Nagumo模型为对象,研究了使用反馈控制法消除钉扎螺旋波.数值结果表明,无论钉扎螺旋波钉在圆形障碍物还是矩形障碍物上,反馈控制法对其都具有很好的控制作用.此外,通过数值模拟系统研究了可激性系数、反馈控制信号幅度、记录反馈信号时间和障碍物的大小对钉扎螺旋波的控制情况.研究表明,钉扎螺旋波消除有三种情况.首先,反馈控制信号幅度和可激性系数与钉扎螺旋波消除所需的时间有关,反馈控制信号幅度越大或可激性系数越小,钉扎螺旋波消除越快.其次,障碍物大小和可激性系数影响着能成功消除钉扎螺旋波下记录反馈信号时间与加入反馈控制时间之间对应的时间间隔.最后,在保持加入反馈控制时间不变的情况下,记录反馈信号时间影响着能成功消除钉扎螺旋波所需的最小反馈控制信号幅度. 展开更多
关键词 反馈控制法 钉扎螺旋波 FitzHugh-Nagumo模型 格子boltzmann方法
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THE SMOOTHING EFFECT IN SHARP GEVREY SPACE FOR THE SPATIALLY HOMOGENEOUS NON-CUTOFF BOLTZMANN EQUATIONS WITH A HARDPOTENTIAL
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作者 刘吕桥 曾娟 《Acta Mathematica Scientia》 SCIE CSCD 2024年第2期455-473,共19页
In this article, we study the smoothing effect of the Cauchy problem for the spatially homogeneous non-cutoff Boltzmann equation for hard potentials. It has long been suspected that the non-cutoff Boltzmann equation e... In this article, we study the smoothing effect of the Cauchy problem for the spatially homogeneous non-cutoff Boltzmann equation for hard potentials. It has long been suspected that the non-cutoff Boltzmann equation enjoys similar regularity properties as to whose of the fractional heat equation. We prove that any solution with mild regularity will become smooth in Gevrey class at positive time, with a sharp Gevrey index, depending on the angular singularity. Our proof relies on the elementary L^(2) weighted estimates. 展开更多
关键词 boltzmann equation Gevrey regularity non-cutoff hard potential
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Exploration of the coupled lattice Boltzmann model based on a multiphase field model:A study of the solid-liquid-gas interaction mechanism in the solidification process
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作者 朱昶胜 王利军 +2 位作者 高梓豪 刘硕 李广召 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第3期638-648,共11页
A multiphase field model coupled with a lattice Boltzmann(PF-LBM)model is proposed to simulate the distribution mechanism of bubbles and solutes at the solid-liquid interface,the interaction between dendrites and bubb... A multiphase field model coupled with a lattice Boltzmann(PF-LBM)model is proposed to simulate the distribution mechanism of bubbles and solutes at the solid-liquid interface,the interaction between dendrites and bubbles,and the effects of different temperatures,anisotropic strengths and tilting angles on the solidified organization of the SCN-0.24wt.%butanedinitrile alloy during the solidification process.The model adopts a multiphase field model to simulate the growth of dendrites,calculates the growth motions of dendrites based on the interfacial solute equilibrium;and adopts a lattice Boltzmann model(LBM)based on the Shan-Chen multiphase flow to simulate the growth and motions of bubbles in the liquid phase,which includes the interaction between solid-liquid-gas phases.The simulation results show that during the directional growth of columnar dendrites,bubbles first precipitate out slowly at the very bottom of the dendrites,and then rise up due to the different solid-liquid densities and pressure differences.The bubbles will interact with the dendrite in the process of flow migration,such as extrusion,overflow,fusion and disappearance.In the case of wide gaps in the dendrite channels,bubbles will fuse to form larger irregular bubbles,and in the case of dense channels,bubbles will deform due to the extrusion of dendrites.In the simulated region,as the dendrites converge and diverge,the bubbles precipitate out of the dendrites by compression and diffusion,which also causes physical phenomena such as fusion and spillage of the bubbles.These results reveal the physical mechanisms of bubble nucleation,growth and kinematic evolution during solidification and interaction with dendrite growth. 展开更多
关键词 multiphase field model lattice boltzmann model(LBM) Shan-Chen multiphase flow solidification organization
原文传递
Lattice Boltzmann simulation study of anode degradation in solid oxide fuel cells during the initial aging process
7
作者 Shixue Liu Zhijing Liu +1 位作者 Shuxing Zhang Hao Wu 《International Journal of Minerals,Metallurgy and Materials》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第2期405-411,共7页
For present solid oxide fuel cells(SOFCs),rapid performance degradation is observed in the initial aging process,and the dis-cussion of the degradation mechanism necessitates quantitative analysis.Herein,focused ion b... For present solid oxide fuel cells(SOFCs),rapid performance degradation is observed in the initial aging process,and the dis-cussion of the degradation mechanism necessitates quantitative analysis.Herein,focused ion beam-scanning electron microscopy was em-ployed to characterize and reconstruct the ceramic microstructures of SOFC anodes.The lattice Boltzmann method(LBM)simulation of multiphysical and electrochemical processes in the reconstructed models was performed.Two samples collected from industrial-size cells were characterized,including a reduced reference cell and a cell with an initial aging process.Statistical parameters of the reconstructed microstructures revealed a significant decrease in the active triple-phase boundary and Ni connectivity in the aged cell compared with the reference cell.The LBM simulation revealed that activity degradation is dominant compared with microstructural degradation during the initial aging process,and the electrochemical reactions spread to the support layer in the aged cell.The microstructural and activity de-gradations are attributed to Ni migration and coarsening. 展开更多
关键词 solid oxide fuel cell anode degradation focused ion beam-scanning electron microscopy lattice boltzmann method
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Investigation of Acoustomagnetoelectric Effect in Bandgap Graphene by the Boltzmann Transport Equation
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作者 Raymond Edziah Samuel S. Bentsiefi +6 位作者 Kwadwo Dompreh Anthony Twum Emmanuel Kofi Amewode Patrick Mensah-Amoah Ebenezer T. Tatchie Cynthia Jebuni-Adanu Samuel Y. Mensah 《World Journal of Condensed Matter Physics》 CAS 2024年第1期10-20,共11页
We study the acoustomagnetoelectric (AME) effect in two-dimensional graphene with an energy bandgap using the semiclassical Boltzmann transport equation within the hypersound regime, (where represents the acoustic wav... We study the acoustomagnetoelectric (AME) effect in two-dimensional graphene with an energy bandgap using the semiclassical Boltzmann transport equation within the hypersound regime, (where represents the acoustic wavenumber and is the mean free path of the electron). The Boltzmann transport equation and other relevant equations were solved analytically to obtain an expression for the AME current density, consisting of longitudinal and Hall components. Our numerical results indicate that both components of the AME current densities display oscillatory behaviour. Furthermore, geometric resonances and Weiss oscillations were each defined using the relationship between the current density and Surface Acoustic Wave (SAW) frequency and the inverse of the applied magnetic field, respectively. Our results show that the AME current density of bandgap graphene, which can be controlled to suit a particular electronic device application, is smaller than that of (gapless) graphene and is therefore, more suited for nanophotonic device applications. 展开更多
关键词 boltzmann Transport Equation Acoustomagnetoelctric Effect Surface Acoustic Wave Gapless Graphene Weiss Oscillations
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KdV方程的格子Boltzmann模型求解
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作者 陈梦涵 王希胤 李金 《华北理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第1期103-110,共8页
浅水波模型被广泛地用于模拟水波传播的动力学行为。很多问题,如强非线性问题、非平衡问题、实际应用中发生的问题等,使得传统的理论研究手段通常无能为力。文章首先给出了格子Boltzmann方法(LBM)的基本理论,然后利用经典的一维五速度(D... 浅水波模型被广泛地用于模拟水波传播的动力学行为。很多问题,如强非线性问题、非平衡问题、实际应用中发生的问题等,使得传统的理论研究手段通常无能为力。文章首先给出了格子Boltzmann方法(LBM)的基本理论,然后利用经典的一维五速度(D1Q5)的离散速度模型,给出Korteweg-de Vries(KdV)方程中含有修正项的格子Boltzmann(LB)模型推导公式,最后进行数值模拟,将KdV方程的精确解和模拟解进行比较,然后验证修正模型的精确性。实验结果表明,用格子Boltzmann方法对KdV方程进行求解,其模拟解和精确解吻合度较高。 展开更多
关键词 KDV方程 D1Q5模型 格子boltzmann方法
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交通网络β指数增长曲线的Boltzmann模型
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作者 陈彦光 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期326-330,共5页
从已被验证的城市化水平和交通网络的经验模型出发,提出交通网络β指数的数学模型。基于城市化水平的一次logistic函数,借助数学演绎法,推导出交通网络β指数增长曲线的Boltzmann方程;基于城市化水平的二次logistic函数,推导出交通网络... 从已被验证的城市化水平和交通网络的经验模型出发,提出交通网络β指数的数学模型。基于城市化水平的一次logistic函数,借助数学演绎法,推导出交通网络β指数增长曲线的Boltzmann方程;基于城市化水平的二次logistic函数,推导出交通网络β指数增长曲线的二次Boltzmann方程。前者适用于欧美国家和中国东南沿海地区,后者则适用于中国内地,特别是中国北方地区。该模型具有两个主要功能:1)解释和预测交通网络的发展;2)有助于交通网络增长过程的分段研究。 展开更多
关键词 交通网络 城市化 boltzmann方程 logistic函数 异速标度 人均收入
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楔形体上复合液滴润湿铺展行为的格子Boltzmann方法研究
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作者 张晓林 黄军杰 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期167-177,共11页
固壁上液滴的润湿铺展行为是自然界中普遍存在的现象,针对楔形体上的复合液滴,采用基于相场理论的格子Boltzmann方法对其润湿铺展行为进行探究.通过理论分析和数值模拟,发现液滴润湿面积随接触角、楔形体顶角的减小而增大,液滴也越容易... 固壁上液滴的润湿铺展行为是自然界中普遍存在的现象,针对楔形体上的复合液滴,采用基于相场理论的格子Boltzmann方法对其润湿铺展行为进行探究.通过理论分析和数值模拟,发现液滴润湿面积随接触角、楔形体顶角的减小而增大,液滴也越容易分裂.处于理论分裂临界状态附近的液滴,在一定密度比、黏度比条件下将沿楔形体壁面分裂.基于模拟结果生成以密度比、黏度比为坐标的液滴分裂状态相图,比较发现相同条件下初始状态为平衡态的复合液滴更不易发生分裂.另外模拟还表明非对称界面张力及非对称运动黏度比也是影响液滴分裂结果的重要因素. 展开更多
关键词 复合液滴 格子boltzmann方法 润湿铺展 分裂
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运用格子Boltzmann方法求解空间分数阶方程
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作者 李康 张建影 《长春工业大学学报》 2023年第3期218-224,共7页
研究了一类Riesz空间分数阶方程的数值求解问题,构造了格子Boltzmann方法(LBM)的D1Q3模型。对分数阶微积分算子进行处理,以便于构造格子Boltzmann模型。通过Chapman-Enskog多尺度展开得到一系列偏微分方程,并且计算出平衡态分布函数。... 研究了一类Riesz空间分数阶方程的数值求解问题,构造了格子Boltzmann方法(LBM)的D1Q3模型。对分数阶微积分算子进行处理,以便于构造格子Boltzmann模型。通过Chapman-Enskog多尺度展开得到一系列偏微分方程,并且计算出平衡态分布函数。通过数值模拟验证了该方法有效。 展开更多
关键词 Riesz空间分数阶 格子boltzmann方法 分数阶微积分算子 格子boltzmann模型
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遮光剂掺杂SiO_(2)气凝胶传热的统一格子Boltzmann模型研究
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作者 范坤阳 杨景兴 +4 位作者 许海波 连兴容 何凤梅 陈聪慧 李增耀 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1974-1981,共8页
气凝胶是一种纳米多孔超级隔热材料,其内部的传热过程涉及气相导热、固相导热、气固耦合传热及辐射传热。基于格子Boltzmann方法,演化了含有辐射源项的能量方程和辐射传输方程,建立了描述SiO_(2)气凝胶复合材料内多模式多尺度耦合传热... 气凝胶是一种纳米多孔超级隔热材料,其内部的传热过程涉及气相导热、固相导热、气固耦合传热及辐射传热。基于格子Boltzmann方法,演化了含有辐射源项的能量方程和辐射传输方程,建立了描述SiO_(2)气凝胶复合材料内多模式多尺度耦合传热的统一格子Boltzmann模型,探究了SiC遮光剂粒径和掺杂量对气凝胶复合材料隔热性能的影响,获得了使得材料等效热导率最小的SiC遮光剂最优粒径和最佳掺杂量随温度的变化规律。 展开更多
关键词 SiO_(2)气凝胶 耦合传热 统一格子boltzmann模型 遮光剂 等效热导率
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基于格子Boltzmann和POD方法的非定常流场重建 被引量:1
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作者 罗芸 钱进 +4 位作者 王一桂 朱道兴 于涛 林志恒 赵威 《贵州大学学报(自然科学版)》 2023年第1期20-24,共5页
以二维圆柱雷诺数Re=100绕流为研究对象,在格子Boltzmann方法模拟非定常流动的基础上,利用本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)算法获取二维圆柱绕流周期性稳定脱落阶段POD基函数及对应的系数,用以实现非定常流场的重建... 以二维圆柱雷诺数Re=100绕流为研究对象,在格子Boltzmann方法模拟非定常流动的基础上,利用本征正交分解(proper orthogonal decomposition, POD)算法获取二维圆柱绕流周期性稳定脱落阶段POD基函数及对应的系数,用以实现非定常流场的重建,并研究不同POD模态阶数对重建效果的影响。结果表明:前5阶POD模态占总能量的99%,可以准确地重构流场,流场重构误差最大绝对值为8×10^(-4);随着模态阶数的增加,流场主要特征表达得越细致,且流场重建误差由大幅度降低,缓慢减低到趋于稳定几乎保持不变。 展开更多
关键词 本征正交分解 流场重构 圆柱绕流 格子boltzmann
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基于GPU的二维梯形空腔流的格子Boltzmann模拟与分析
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作者 陈百慧 施保昌 +1 位作者 汪垒 柴振华 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第15期137-158,共22页
采用格子Boltzmann方法模拟上下壁面驱动的二维梯形空腔流,并使用GPU-CUDA程序进行加速计算.主要采用本征正交分解方法,分析了4种壁面驱动条件的流场模态,并探究了雷诺数和驱动速度方向对流场形态的影响.结果表明:1)当上壁面单驱动(T1a)... 采用格子Boltzmann方法模拟上下壁面驱动的二维梯形空腔流,并使用GPU-CUDA程序进行加速计算.主要采用本征正交分解方法,分析了4种壁面驱动条件的流场模态,并探究了雷诺数和驱动速度方向对流场形态的影响.结果表明:1)当上壁面单驱动(T1a)时,若雷诺数为1000—8000,流场处于稳态流动;雷诺数为8500时,流场处于周期性非稳态流动;雷诺数大于10000时,流场处于非周期非稳态流动.2)当下壁面单驱动(T1b)时,若雷诺数在1000—8000之间,流场处于稳态流动;雷诺数增大至11500时,流场处于周期性非稳态流动;雷诺数大于12500时,流场进入非周期非稳态流动.3)当上下壁面同方向同速度双驱动(T2a)时,若雷诺数在1000—10000区间,流场均为稳态流动;雷诺数为12500—15000时,流场处于周期性非稳态流动;当雷诺数大于20000时,流场为非周期非稳态流动.4)当上下壁面反方向同速度双驱动(T2b)时,若雷诺数在1000—5000之间,流场处于稳态流动;雷诺数为6000时,流场处于周期性非稳态流动;雷诺数大于8000时,流场为非周期非稳态流动. 展开更多
关键词 格子boltzmann 方法 梯形空腔 双壁面驱动 GPU-CUDA 计算
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表面微结构对析晶沉积特性影响的格子Boltzmann模拟
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作者 程成 段钟弟 +2 位作者 孙浩然 胡海涛 薛鸿祥 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期74-86,F0003,共14页
析晶污垢是一种普遍存在于换热设备中的有害结晶,损耗设备的换热性能。在换热表面设置粗糙微结构对流动和换热影响显著,也使得表面的析晶污垢沉积机理变得十分复杂。基于析晶沉积动力学理论,建立了有限差分-格子动力学耦合模型,对碳酸... 析晶污垢是一种普遍存在于换热设备中的有害结晶,损耗设备的换热性能。在换热表面设置粗糙微结构对流动和换热影响显著,也使得表面的析晶污垢沉积机理变得十分复杂。基于析晶沉积动力学理论,建立了有限差分-格子动力学耦合模型,对碳酸钙在微细通道换热表面的沉积特性进行分析,并讨论表面微结构单元的分布间距和高度对结垢行为的影响。结果表明,建立的有限差分-格子动力学耦合模型能够有效模拟微结构背风面的局部涡流和换热表面的结垢过程;微结构分布间距的缩减和高度的增加均会明显使高壁温区域的析晶沉积过程由表面反应主导转变为传质扩散主导;与光滑换热表面的析晶沉积工况对比,微结构的设置及高度增加使换热表面污垢沉积量增多,相邻微结构间的涡也随沉积时间逐渐变小。 展开更多
关键词 格子boltzmann 传热 反应动力学 沉积物 微结构
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基于格子Boltzmann方法的饱和冻土孔隙成冰介观尺度模拟
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作者 王情玉 滕继东 +2 位作者 钟宇 张升 盛岱超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期317-326,共10页
路基冻胀问题严重影响寒区高速铁路的安全服役,而成冰相变过程是解释冻胀机制的关键。基于介观尺度的格子Boltzmann方法,将修正的孔隙水冻结温度算法与焓法固液相变格子Boltzmann模型相结合,模拟了悬浮液滴冻结和冻土孔隙水成冰两个过程... 路基冻胀问题严重影响寒区高速铁路的安全服役,而成冰相变过程是解释冻胀机制的关键。基于介观尺度的格子Boltzmann方法,将修正的孔隙水冻结温度算法与焓法固液相变格子Boltzmann模型相结合,模拟了悬浮液滴冻结和冻土孔隙水成冰两个过程,分别揭示了液态水在自由状态和孔隙束缚状态下冰水相变的细观机制。计算结果表明:土体孔隙中冰晶由中心向外生长的过程与悬浮在空气中的液滴冻结过程截然不同,并且孔隙水越接近颗粒表面,其冻结温度越低。相同粒径颗粒按照不同排列方式得到的冻结特征曲线(soil freezing characteristic curves,简称SFCC)具有明显差异;不同粒径的SFCC随着颗粒增大残余水含量逐渐变少,形态更加陡峭。通过与文献试验结果对比,验证了格子Boltzmann方法的有效性,表明该方法能够为研究多孔介质水气迁移与相变过程提供介观尺度的新手段。 展开更多
关键词 格子boltzmann方法 液滴冻结 冻土 孔隙成冰 数值模拟
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脉冲流在Y型和倒Y型微反应器中强化传质的格子Boltzmann模拟
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作者 麻晓庆 董志强 +1 位作者 王洪涛 李云龙 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期972-978,共7页
连续流微反应器的迅速发展为化学合成技术提供了一条可精准控制的路径。微反应器中流体的流动、混合和传质是反应的物理基础,因此强化传递就能够合理改善混和效果,增加相接触面积,减小微通道尺寸,以缩短分子扩散距离。由于微反应器中对... 连续流微反应器的迅速发展为化学合成技术提供了一条可精准控制的路径。微反应器中流体的流动、混合和传质是反应的物理基础,因此强化传递就能够合理改善混和效果,增加相接触面积,减小微通道尺寸,以缩短分子扩散距离。由于微反应器中对流传递数量级非常低,不容易控制。通过改进微混合器构型和引入脉冲流动等主被动强化措施,可以有效改善对流和传质,影响化合反应。如何量化分析这些影响,是微反应器强化传质和优化控制反应过程的基础。本文基于有效的虚拟串行竞争反应格子Boltzmann模型,通过对Y型和倒Y型的微反应器的流场结构、混合传质和化合反应进行数值研究,定量分析了脉冲流动在不同流场构型下传质和化学反应的影响,所得结论可为连续流微反应器设计以及微反应精准控制提供有意义的参考。 展开更多
关键词 微反应器 串行竞争反应 格子boltzmann方法 混合 传质
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基于格子Boltzmann方法的活塞环润滑和油膜流动研究
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作者 房金伟 黎苏 刘晓日 《内燃机工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期10-16,共7页
使用不可压缩格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)对活塞环进行润滑和流动计算,采用基于非平衡外推和空间插值的方法来重构活塞环几何形状和界面速度边界,通过Reynolds方程验证了LBM的可行性。在此基础上,建立了3种不同的... 使用不可压缩格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)对活塞环进行润滑和流动计算,采用基于非平衡外推和空间插值的方法来重构活塞环几何形状和界面速度边界,通过Reynolds方程验证了LBM的可行性。在此基础上,建立了3种不同的活塞环桶面轮廓,研究了不同活塞环桶面轮廓对润滑和流动的影响,获得了润滑区域的速度分布和流线图。结果表明,在相同条件下,随着桶面偏移量的增加,峰值压力和承载力增加;在几何收敛区域内,润滑油沿流动方向流速快的流体占比逐渐增加;在活塞环入口位置捕捉到了涡流和反向速度分量的存在,随着桶面偏移的增大,涡流区有扩大的趋势。应用LBM计算活塞环润滑是可行的。 展开更多
关键词 活塞环 格子boltzmann 流体动力润滑 油膜压力 速度分布
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基于格子Boltzmann方法的动压气体轴承黏性热耗散研究
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作者 鹿翔宇 许波 陈振乾 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期95-103,共9页
箔片气体轴承微间隙内的流场常处于滑移区,甚至过渡区,会出现一些微观效应,其热特性的研究采用宏观方法已不再合适。为研究不同工况下动压气体轴承间隙热特性变化规律,基于格子Boltzmann方法建立包含黏性热耗散项的径向轴承间隙传热数... 箔片气体轴承微间隙内的流场常处于滑移区,甚至过渡区,会出现一些微观效应,其热特性的研究采用宏观方法已不再合适。为研究不同工况下动压气体轴承间隙热特性变化规律,基于格子Boltzmann方法建立包含黏性热耗散项的径向轴承间隙传热数值模型;采用总能形式的双分布函数热模型,通过有限差分离散将其应用到贴体网格中,同时引入速度滑移和温度阶跃边界条件,通过数值计算得到不同参数下的轴承间隙气膜温度分布,并分析了不同埃克特数(Ec)、偏心率和转速条件以及温度阶跃对黏性热耗散的影响。结果表明,当Ec数、偏心率和转速增大时,气膜最高温度增加,两侧的温度阶跃增加;温度阶跃效应的忽略均会导致黏性热耗散量不同程度的低估。 展开更多
关键词 动压气体轴承 黏性热耗散 热特性 格子boltzmann方法 温度阶跃
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