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求解二维对流扩散方程的格子boltzmann方法
  • ISSN号:1002-8331
  • 期刊名称:Computer?Engineering and Applications
  • 时间:2015
  • 页码:68-73
  • 分类:O242.1[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]中南大学数学与统计学院,长沙410083, [2]金属多孔材料国家重点实验室,西安710016
  • 相关基金:国家自然科学基金(No.51174236,No.11301549);国家自然科学基金重点项目(No.51134003); 国家重点基础研究发展计划项目(No.2011CB606306); 金属多孔材料国家重点实验室开放基金项目(No.PMM-SKL-4-2012); 中南大学自由探索计划项目(No.2282013bks150)
  • 相关项目:粉末高速压制成形的格子Boltzmann跨尺度模拟及应用研究
中文摘要:

针对二维对流扩散方程,基于D2Q4格子速度,用Chapman-Enskog多尺度分析技术,将时间尺度取为二阶,空间尺度取为一阶,推导了各个速度方向上的平衡态分布函数所满足的条件,给出了简单且对称的平衡态分布函数表达式,所得到的平衡态分布函数能正确地恢复出二维对流扩散方程,从而构建了一种新的求解二维对流扩散方程的D2Q4格子Boltzmann(LB)模型。用所给LB模型对扩散方程和两个不同初边界条件的对流扩散方程进行了数值求解,数值实验结果表明数值解与精确解吻合较好,与相关文献结果比较边界误差要小得多,验证了模型的有效性。

英文摘要:

In view of two-dimensional convection diffusion equation, it deduces the conditions of equilibrium distribution function must to be satisfied in every velocity directions based on D2Q4 Lattice velocity and gives the specific expres- sions of the equilibrium distribution function. Through Chapman-Enskog multi-scale analysis technology, taking the time scale directly to the second order and the spatial scale to the first order, the equilibrium distribution function can recover the original convection-diffusion equation, thus the new D2Q4 Lattice Boltzmann (LB) model for solving two-dimensional convection diffusion equation is constructed. Using the model, it implements a diffusion equation and two convection dif- fusion equation with different initial and boundary conditions, the numerical results are in good agreement with analytic solutions, furthermore the boundary error is very low compared with related document, therefore the effectiveness of the new model is verified.

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期刊信息
  • 《计算机工程与应用》
  • 北大核心期刊(2014版)
  • 主管单位:中国电子科技集团公司
  • 主办单位:华北计算技术研究所
  • 主编:怀进鹏
  • 地址:北京市海淀区北四环中路211号北京619信箱26分箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:ceaj@vip.163.com
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  • 国际标准刊号:ISSN:1002-8331
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2127/TP
  • 邮发代号:82-605
  • 获奖情况:
  • 1. 2012年首批获得中国学术文献评价中心发布的 “...,2. 2001年获得新闻出版署“中国期刊方阵双效期刊”,3. 2008年首批入选国家科技部“中国精品科技期刊...,4.2003年-2011年连续获得工业和信息化部期刊最高...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:97887