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格子玻爾茲曼法多塊網格的交界結構優化研究

作者:孫麗萍; 陸程; 王志凱; 戴紹仕; 付國強 哈爾濱工程大學船舶工程學院; 哈爾濱150001

摘要:基于格子玻爾茲曼方法LBM(Lattice Boltzmann Method)對多塊網格方法(Multi-Block)的粗細網格交界結構進行了研究,提出了一種新的優化處理方案。解決了原有網格交界結構存在的三個問題,即兩套插值運算造成的程序結構復雜的問題,存儲前幾個時間步的節點流場數據以備插值運算造成內存浪費的問題和基于時間插值結果進行空間插值計算造成插值誤差積累的問題。用一次多點二維空間插值的方式,將原方法的空間和時間雙插值,簡并成一次空間插值。通過對經典的非定常的圓柱繞流算例和定常的標準頂蓋方腔驅動流算例的仿真模擬,驗證了交界面處質量、動量及應力的連續性以及網格交界面數據過渡的流暢度,最終驗證了改進方法的正確性。數值模擬結果表明,改進后多塊算法可實現局部網格細化,進一步推動LBM方法在實際工程問題中的應用。

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