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《确定多孔介质流动参数的格子Boltzmann方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第4Vbl.25,No.425卷第期工程热物理学报JOURNALOFENGINEERINGTHERMOPHYSICSJul.,20042004年7月确定多孔介质流动参数的格子Boltzmann方法钱吉裕李强宣益民余凯(南京理工大学动力工程学院,2江苏南京10094Dcn,摘要本文采用ZQg不可压缩Lattie-Boltzm二模型模拟了多孔介质中的流场该模型从介观层次上描述了多孔介质孔隙中的流动特性,验证了D、,,本文还运用图像处cy定律给出了一种计算渗透率的简便方法理方法来构造多孔介质,该方法构造的二维多孔介质能较好地体现实际多孔介质的几何特征。;
2、Lattiee-Boltzmann;;Darey关键词多孔介质模型渗透率定律:::中图分类号THs34文献标识码A文章编号0253一231X(2004)04一655一3一APPLICATIONOFLATTICEBOLTZ五4ANNSCHEMEONDETER入度ININGFLO丫VPARAh1ETERSOFPOROUSMEDIA一一QIANJiYULlQiangXUANYiMinYUKaiSoofnn岛入h可1f宜ofSefeenOg”Na宜210094,jna(chofPOwer肠断erj铭Unverstyen击TechOInj邓伪),一Abstr
3、aetInthisPaperaDZQgimPressibleLattieeBoltzmannfiowmodel15establishedtosimulate.theflPerformaneeinPorousmediaThePermeabilityofPorousmediaeanbeealeulatedusingthisowmodel.F它rthermoretheDareylaw15validated.AnovelteehniqueforgeneratingPorousmedia15develoPedusingimageProeess.ithseth
4、oaPorouseaeaneeonstrueteeonieyWthimdmdibdntlnvewhie5iooareeereseone.h1ngdgmntwithaliti一KeyrdsPorousdia:LattieeBoltzmannmodel;permeability;Dareylwomeaw一2格子Boltzmann流动模型1目U舀BGKBoltzmann[4]采用近似的格子模型如下多孔介质在热科学及其工程领域中得到了广泛x,,af(t。),,,-一一-下二----V甲fxtv=的应用传统的连续介质假设能方便地处理多孔介十()口艺,一,,质
5、中的很多问题然而用这种方法到的结果与客观一‘·,一‘一(一‘·,,(‘,!,(,。的微观状态是不同的甚至相差很远[l]另一方{,,,,x艺t,式中f(v)是粒子分布函数表示时刻速度面目前已经可以根据计算机产生的多孔介质来研,,vv+dyxx+d,为()的粒子出现在位置(x)处的粒究多孔介质中的流动细节如何来确定构造多孔介,“x,t,,,子密度产(动是平衡分布函数是驰豫时质的流动参数(如渗透率)是该方法面临的一个问。,间DZQg,。采用二维正方形格子模型(图l)式(l)题而直接运用经验公式来确定会影响模拟精度可以离散成基于分子运动论发展起来的Latt
6、ice-Boltzm(LB)~,e‘,,“九(x△‘+△t)一人t)一了]方法是近几年迅速发展起来的一种新的流体计算方子(x,t)一亏蹄回,,,,,法[zJ与传统的数值方法不同它是从介观层次上[人(x‘)一fie叮(x‘)l‘一o(2)幸,,来考虑粒子团的迁移和碰撞通过粒子分布函数的二=川△t是松弛因子。、是离散速度具体定义如下。LB演化来得到宏观流体力学的解方法还以其高之J、、产Cz5r.L一度并行化几何边界易处理和算法简单等优点显示0nco)c。。l。,人一曰1今S·!zin了其优越性伴随着LB模型的发展人们已经普!l一q白口.、,,C一一连占
7、1=i⋯4(3)遍认为处理多孔介质中的问题是LB方法最为有竞,Sin·。巨旱业卫二=5,,8争力的领域之一[a]气}⋯:一:收稿日期200牛0107;修订日期200今0牛22:o基金项目国家自然科学基金资助项目(N.503o6007):,,,,。作者简介钱吉裕(1978一)男江苏常州人博士生主要从事热管和系统热控的研究工程热物理学报25卷,,,,式中。=△x/△t表示格子速度的模△x和△t式中。是流体的运动粘度为了得到合理的数值。,二>0.。分别为网格步长和时间步长根据质量守衡和动量解必须有5,守衡定律粒子分布函数必须满足有如下关系由于LB模型是通
8、过粒子的密度分布函数来得,,‘4a到流体力学宏观物理量的在低流速条件下压力P=fl9()艺,梯度是通过密度梯度体现的为了验
