格子玻爾茲曼方法的基本原理:
格子玻爾茲曼方法比較于其他傳統的CFD計算方法,具備了介于微觀分子動力學建模與宏觀連續建模之間的介觀建模優點,并因此具有流體運動相互作用的描述簡便、復雜邊界容易設定、便于并行計算、編程容易實現等優點。
格子玻爾茲曼方法的優勢:
(1)簡單的算法,簡單的線性操作加上一個放松的過程,LGA模擬整個流場的運動可以通過遷移和碰撞兩個過程來完成;
(2)能夠處理復雜的邊界條件:
(3)在LGA方法和LBM中關于流體密度和音速的狀態方程都能夠直接解中流體參數的壓力,但一般的數值方法都必須采用某些特定的方式來處理Poission方程;(4)具有很高的并行性;
(5)能直接模擬有復雜幾何邊界的諸如多孔介質等連通域流場,無須作計算網格的轉換。
(6)基于微觀粒子的運動,物理圖像清晰,適合處理復雜幾何形狀的流動,這一點在實際模擬多孔介質流中表現突出。
(7)格子玻爾茲曼方法中的壓力可由狀態方程直接求解;
(8)LCA方法和LBM采用一個簡單的離散速度集合來反映整個速度場的平均信息,并保證數值守恒量逼近到一定的精度;
(9)LGA方法和LBM基于微觀背景,易于處理流體內部的相互作用,對多相/組分系統的模擬具有很大的優勢;
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