2010 2(4)

Вернуться в содержание

   Краткая аннотация

 

Страницы:

56 - 63

Язык:

RU

Библ.:

33


Скачать статью:

2010_2(4)_12.pdf

 

 

МЕТОД РЕШЕТОЧНЫХ УРАВНЕНИЙ БОЛЬЦМАНА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВУХФАЗНЫХ СИСТЕМ ТИПА ЖИДКОСТЬ - ПАР

Куперштох А.Л.

Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева СО РАН, Новосибирск, Россия


Ссылка для цитирования:Citation:

Куперштох А.Л. Метод решеточных уравнений Больцмана для моделирования двухфазных систем типа жидкость - пар / А.Л. Куперштох // Современная наука: исследования, идеи, результаты, технологии. Сборник научных статей. - Киев: НПВК "Триакон". - 2010. - Вып. 2(4). - С. 56 - 63.


Ключевые слова:Keywords:

метод решеточных уравнений Больцмана; фазовые переходы; уравнения состояния; динамика многофазных сред; компьютерное моделирование; численная устойчивость; графические процессоры


Аннотация:Abstracts:

Сравнительно новый метод решеточных уравнений Больцмана (LBE) представляет собой дискретную модель сплошной среды. В настоящее время метод LBE вполне может конкурировать с традиционными методами вычислительной гидродинамики, а в некоторых областях (течения в пористой среде, многофазные и многокомпонентные течения) он имеет значительные преимущества. При моделировании фазовых переходов метод LBE представляет собой метод сквозного счета границ раздела фаз. Алгоритм LBE хорошо распараллеливается на большое количество потоковых процессоров в современных графических картах. Ускорение расчетов достигает 60-80 раз. Приведены примеры моделирования соударения капель с образованием кумулятивных струй, спинодальной декомпозиции и вскипания пересжатой жидкости при истечении из канала в свободный объем.


Литература:References:

  1. McNamara G.R., Zanetti G. Use of the Boltzmann equation to simulate lattice-gas automata // Phys. Rev. Lett. 1988. V. 61, N 20. P. 2332-2335.

  2. Higuera F.J., Jiménez J. Boltzmann approach to lattice gas simulations. // Europhys. Lett. 1989. V. 9, N 7. P. 663-668.

  3. Chen S., Doolen G.D. Lattice Boltzmann method for fluid flow // Annu. Rev. Fluid Mech. - 1998. V. 30. P. 329-364.

  4. Nourgaliev R.R., Dinh T.N., Theofanous T.G., Joseph D. The lattice Boltzmann equation method: theoretical interpretation, numerics and implications // Int.J. of Multiphase Flow. 2003. V. 29, N 1. P. 117-169.

  5. Aidun C.K., Clausen J.R. Lattice-Boltzmann Method for Complex Flows // Annu. Rev. Fluid Mech. 2010. V. 42. P. 439-472.

  6. Broadwell J.E. Study of rarefied shear flow by the discrete velocity method // J. Fluid Mech., 1964. V. 19. P. 401-414.

  7. Qian Y.H., Orzag S.A. Lattice BGK models for the Navier - Stokes equation: Nonlinear deviation in compressible regimes // Europhys. Lett. 1993. Vol. 21. P. 255-259.

  8. Wolfram S. Cellular automaton fluids 1: Basic theory // J. Stat. Phys., 1986. V. 45, N 3/4. P. 471-526.

  9. Bhatnagar P.L., Gross E.P., Krook M.K. A model for collision process in gases.I. Small amplitude process in charged and neutral one-component system // Phys. Rev. 1954. V. 94, N 3. P. 511-525.

  10. Koelman J.M. V.A. A simple lattice Boltzmann scheme for Navier-Stokes fluid flow // Europhys. Lett. 1991. V. 15, N 6. P. 603-607.

  11. Kupershtokh A.L. Calculations of the action of electric forces in the lattice Boltzmann equation method using the difference of equilibrium distribution functions // Доклады VII Межд. научн. конф. "Современные проблемы электрофизики и электрогидродинамики жидкостей", Санкт-Петербург, 2003, с. 152-155.

  12. Kupershtokh A.L. New method of incorporating a body force term into the lattice Boltzmann equation // Proc. of the 5th International EHD Workshop, Poitiers, France, 2004, pp. 241-246.

  13. Куперштох А.Л. Учет действия объемных сил в решеточных уравнениях Больцмана // Вестник НГУ: Серия "Математика, механика и информатика". 2004. Т. 4, № 2. С. 75-96.

  14. Kupershtokh A.L. Criterion of numerical instability of liquid state in LBE simulations // Computers and Mathematics with Applications, 2010. V. 59, N 7. P. 2236-2245.

  15. Ginzburg I., Adler P.M. Boundary flow condition analysis for the three-dimensional lattice Boltzmann model // J. Phys. II France. 1994. V. 4. N 2. P. 191-214.

  16. Alexander F.J., Chen S., and Sterling J.D. Lattice Boltzmann thermohydrodynamics // Phys. Rev.E. 1993. V. 47, N 4. P. R2249- R2252.

  17. Shan X. Simulation of Rayleigh-Bénard convection using a lattice Boltzmann method // Physical Review E. 1997. V. 55, N 3. P. 2780-2788.

  18. Zhang R., Chen H. Lattice Boltzmann method for simulations of liquid-vapor thermal flows // Phys. Rev.E. 2003. V. 67, N 6. P. 066711.

  19. Shan X., Chen H. Lattice Boltzmann model for simulating flows with multiple phases and components // Phys. Rev.E. 1993. V. 47, N 3. P. 1815-1819.

  20. Qian Y.H., Chen S. Finite size effect in lattice-BGK models // International Journal of Modern Physics C. 1997. Vol. 8, N 4. P. 763-771.

  21. Shan X., Chen H. Simulation of nonideal gases and liquid-gas phase transitions by the lattice Boltzmann equation // Phys. Rev.E. 1994. V. 49, N 4. P. 2941-2948.

  22. He X., Doolen G.D., Thermodynamic foundation of kinetic theory and lattice Boltzmann models for multiphase flows // J. Stat. Phys. 2002. V. 107, N 1/2. P. 309-328.

  23. Kupershtokh A.L., Stamatelatos C., Agoris D.P. Stochastic model of partial discharge activity in liquid and solid dielectrics // Proc. 15th IEEE Int. Conf. on Dielectric Liquids, Coimbra, Portugal, 2005, pp. 135-138.

  24. Куперштох А.Л. Моделирование течений с границами раздела фаз жидкость-пар методом решеточных уравнений Больцмана // Вестник НГУ: Серия "Математика, механика и информатика". 2005. Т. 5, № 3. С. 29-42.

  25. Kupershtokh A.L., Karpov D.I., Medvedev D.A., Stamatelatos C.P., Charalambakos V.P., Pyrgioti E.C., Agoris D.P., Stochastic models of partial discharge activity in solid and liquid dielectrics // IET Science, Measurement and Technology. 2007. V. 1, N 6. P. 303-311.

  26. Kupershtokh A.L., Medvedev D.A., Karpov D.I. On equations of state in a lattice Boltzmann method // Computers and Mathematics with Applications, 2009. Vol. 58, N 5. P. 965-974.

  27. Каплун А.Б., Мешалкин А.Б. О термодинамическом обосновании формы единого уравнения состояния жидкости и газа // ТВТ. 2003. Т. 41, № 3. С. 373-380.

  28. Скрипов В.П., Файзуллин М.З. Фазовые переходы кристалл - жидкость - пар и термодинамическое подобие. М.: Физматлит, 2003. - 160 с.

  29. Yuan P., Schaefer L. Equations of state in a lattice Boltzmann model // Phys. Fluids. 2006. V. 18, N 4. P. 042101.

  30. He X., Shan X., Doolen G.D. Discrete Boltzmann equation model for nonideal gases // Phys. Rev.E. 1998. V. 57, N 1. P. R13-R16.

  31. Guo Z., Zheng C., Shi B. Discrete lattice effects on the forcing term in the lattice Boltzmann method // Phys. Rev.E. 2002. V. 65, N 4. P. 046308.

  32. Kupershtokh, A.L. (2011). "A lattice Boltzmann equation method for real fluids with the equation of state known in tabular form only in regions of liquid and vapor phases", Computers and Mathematics with Applications, Vol. 61, No. 12, pp. 3537-3548.

  33. Li W., Wei X., Kaufman A. Implementing lattice Boltzmann computation on graphics hardware // Visual Computer. 2003. V. 19. P. 444-456.

 

 
     

© НПВК "Триакон" 2009-2016