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多层速度格子Boltzmann方法进展及展望
文献摘要：
格子Boltzmann方法(LBM)自20世纪90年代问世以来,由于计算高效、实施简捷,在多种复杂流动的数值模拟中得到了广泛应用.传统以平衡态分布函数泰勒展开结合半经验理论推导出的LBM模型需要使用低马赫数假设,一度被认为只能适用于等温弱可压流动的计算.近年来将LBM拓展到可压缩和热流计算的模型日益增多,其中在每个离散速度方向有多个速度模态的多层速度模型,因只使用单一分布函数,物理描述上更接近事实而受到了广泛关注.我们简述了几类典型的多层速度模型的构造思路,包括早期的多层速度模型、Watari-Tsutahara模型、比热比可变多层速度模型和Hermite多项式模型.由于Hermite多项式展开法构造的多层速度模型在数学解释上较为自洽,且其低阶形态与传统等温弱可压LBM模型一致,我们着重梳理和归纳了Hermite多项式模型的构造原理与离散速度模型的求解过程,以及时间和空间离散方法.最后对LBM与传统计算流体力学方法的结合进行了简要介绍,例如LBM有限差分、LBM有限体积和LBM有限元方法,并对LBM多层速度模型目前存在的问题和未来发展方向进行了总结.
文献关键词：
格子Boltzmann方法;可压缩流动;多层速度模型;Hermite多项式展开
中图分类号：
作者姓名：
杨鲲;单肖文
作者机构：
南方科技大学 前沿与交叉科学研究院,深圳 518055;南方科技大学 工学院 力学与航空航天系,深圳 518055
文献出处：
引用格式：
[1]杨鲲;单肖文-.多层速度格子Boltzmann方法进展及展望)[J].空气动力学学报,2022(03):22-45
A类：
多层速度模型,Watari,Tsutahara
B类：
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AB值：
0.284086
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