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微尺度振荡Couette流的格子Boltzmann模拟

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陶实, 王亮, 郭照立. 2014: 微尺度振荡Couette流的格子Boltzmann模拟, 物理学报, null(21): 239-247. doi: 10.7498/aps.63.214703
引用本文: 陶实, 王亮, 郭照立. 2014: 微尺度振荡Couette流的格子Boltzmann模拟, 物理学报, null(21): 239-247. doi: 10.7498/aps.63.214703
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Tao Shi, Wang Liang, Guo Zhao-Li. 2014: Lattice Boltzmann mo deling of microscale oscillating Couette flow, Acta Physica Sinica, null(21): 239-247. doi: 10.7498/aps.63.214703
Citation: Tao Shi, Wang Liang, Guo Zhao-Li. 2014: Lattice Boltzmann mo deling of microscale oscillating Couette flow, Acta Physica Sinica, null(21): 239-247. doi: 10.7498/aps.63.214703
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微尺度振荡Couette流的格子Boltzmann模拟

  • 华中科技大学，煤燃烧国家重点实验室，武汉 430074

  • 华中科技大学，煤燃烧国家重点实验室，武汉 430074; 北京计算科学研究中心，北京 100084

Lattice Boltzmann mo deling of microscale oscillating Couette flow

  • 摘要: 采用有效多松弛时间-格子Boltzmann 方法(Effective MRT-LBM)数值模拟了微尺度条件下的振荡 Couette 和Poiseuille 流动。在微流动LBM 中引入Knudsen 边界层模型,对松弛时间进行修正。模拟时平板或外力以正弦周期振动, Couette 流中考虑了单平板振动、上下板同相振动这两类情况。研究结果表明,修正后的MRT-LBM 模型能有效用于这类非平衡的微尺度流动模拟；对于Couette 流,随着Kn 数的增大,壁面滑移效应变得越明显。 St 越大,板间速度剖面的非线性特性越剧烈；两板同相振荡时,若Kn, St 均较小,板间流体受到平板拖动剪切的影响很小,板间速度几乎重叠在一起；在振荡Poiseuille 流动中, St 数增大到一定值时,相位滞后现象减弱；相对于Kn 数, St 数对振荡Couette 和Poiseuille 流中不同位置处速度相位差的产生有较大影响。
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出版历程
  • 刊出日期:  2014-11-15

微尺度振荡Couette流的格子Boltzmann模拟

  • 华中科技大学，煤燃烧国家重点实验室，武汉 430074
  • 华中科技大学，煤燃烧国家重点实验室，武汉 430074; 北京计算科学研究中心，北京 100084

摘要: 采用有效多松弛时间-格子Boltzmann 方法(Effective MRT-LBM)数值模拟了微尺度条件下的振荡 Couette 和Poiseuille 流动。在微流动LBM 中引入Knudsen 边界层模型,对松弛时间进行修正。模拟时平板或外力以正弦周期振动, Couette 流中考虑了单平板振动、上下板同相振动这两类情况。研究结果表明,修正后的MRT-LBM 模型能有效用于这类非平衡的微尺度流动模拟；对于Couette 流,随着Kn 数的增大,壁面滑移效应变得越明显。 St 越大,板间速度剖面的非线性特性越剧烈；两板同相振荡时,若Kn, St 均较小,板间流体受到平板拖动剪切的影响很小,板间速度几乎重叠在一起；在振荡Poiseuille 流动中, St 数增大到一定值时,相位滞后现象减弱；相对于Kn 数, St 数对振荡Couette 和Poiseuille 流中不同位置处速度相位差的产生有较大影响。

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