格子Blozmann学习笔记一

格子Blozmann学习笔记一

采用格子Blozmann方法求解物理问题的基本过程:

如下图所示,对于一个特定的物理问题,首先进行辅助步骤:

  1. 基于各种简化假设,建立物理模型,确定出计算区域、初始条件以及边界条件的物理问题的不同,选择相应的格子Blozmann模型。
  2. 进行网格划分。
  3. 根据不同的格子Blozmann模型,选择控制方程,并对其进行离散。如采用标准格子Bolzmann方法对等温不可压缩流动进行模拟,则离散后的控制方程为LBGK方程。 前三步是在数值模拟之前就进行的。随后进入数值模拟阶段;
  4. 根据物理问题,给定所有节点上的宏观参量(密度、速度、温度、粘度系数、导热系数等),并由此计算出所有节点上各个方向的平衡态分布函数,以此作为计算的初场。
  5. 求解离散后的控制方程,例如,采用碰撞迁移规则求解LBGK方程。
  6. 根据边界条件,在相应的边界节点上实施边界处理格式。
  7. 基于不同格子Bolzmann模型的宏观量的定义法则,计算各节点上的宏观参量。
  8. 判断计算是否收敛。
  9. 若计算收敛,则输出计算结果;否则返回第5步,继续求解,直到收敛为止。


1. 分子势函:任意两个分子之间的相互作用可以用一个与距离有关的势函数。

硬球分子模型认为两个分子发只有在接触时才发生作用,分子间的势函数为:

\(\phi =\begin{cases}\infty ,r\leq\sigma\\ 0,r=\sigma \end{cases}\) ,r:分子之间距离。\(\sigma是分子直径\)

2. 逆幂律模型:

\(\phi =\begin{cases}\infty ,r\leq\sigma\\ 0,r=\sigma \end{cases}\) ,r:分子之间距离。\(\phi\left( r\right) =\dfrac{n}{s-1}\left( \dfrac{1}{r}\right)^{s-1}\)

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