后臺階流動傳熱的格子Boltzmann模擬.pdf

1、格子Boltzmann方法是一種新興的數值模擬方法，屬于計算流體力學和計算傳熱學的一個新的分支。格子Boltzmann方法與傳統模擬方法不同，它基于分子動理論，具有清晰的物理背景。
　　 格子Boltzmann方法還具有天生的并行特性，以及邊界條件處理簡單、程序易于實施等優(yōu)點。隨著計算機技術的進一步發(fā)展，以及計算方法的逐漸豐富，格子Boltzmann方法將會取得更多成果，并為科技發(fā)展發(fā)揮更重要的作用。
　　 后臺階流動不

2、僅是流體力學中復雜分離流的一個典型例子，同時也是許多工程領域中一類常見的流動現象。對于這類復雜分離流動，長期以來一直被人們視為研究的重點，目前在理論、實驗和數值模擬等方面均取得了較豐富的成果。本文的目的在于運用格子Boltzmann方法，對二維的后臺階流動和傳熱問題進行具體的模擬研究，爭取為進一步研究強化傳熱和流動減阻提供理論指導依據。
　　 本文首先介紹了后臺階流動的發(fā)展情況和研究現狀，然后闡述了格子Boltzmann方法的內

3、容，描述了幾種具有代表性的數學模型。接著說明了格子Boltzmann方法在邊界處理和數值穩(wěn)定性方面的幾點優(yōu)勢。
　　 接下來本文用格子Boltzmann方法驗證和模擬了二維的后臺階流動和傳熱情況，對低Re數的情況進行了模擬計算。文章分別從單個臺階和復合臺階的角度出發(fā)，考慮到不同因素，如Re數，ER數，Pr數對流動和傳熱的影響，從而分別做了不同的比較，從模擬顯示的結果來看，用格子Boltzmann方法能夠很好和實際情況相吻合。進一