Parallel koblet cellecentreret endeligt volumen termisk gitter boltzmann metode på ustrukturerede gitter

Gitter Boltzmann-metoden (LBM), som stammer fra gittergasautomater (LGA), er blevet et effektivt og attraktivt numerisk skema inden for computational fluid dynamics (CFD).

Den konventionelle LBM kobler nettet i beregningsdomænet til et ensartet kartesisk gitter og de diskrete hastigheder, have en enkel form og opnå andenordens nøjagtighed i rummet. Imidlertid, den konventionelle LBM kan ikke godt fange de buede grænser på grund af dens ensartede gitterstruktur. Det skal generere adskillige net for at løse de fysiske mekanismer.

I en undersøgelse offentliggjort i International Journal of Heat and Mass Transfer , forskere fra Shenzhen Institutes of Advanced Technology (SIAT) ved det kinesiske videnskabsakademi vedtog finite volumen (FV)-LBM til at simulere den termisk inkompressible strømning på ustrukturerede net, og foreslog en parallelkoblet cellecentreret FV termisk gitter Boltzmann-metode, som har potentialet til at simulere strømme i komplicerede domæner.

For at simulere termisk strømning, en dobbelt distributionsfunktion (DDF) LBM til termiske strømme blev anvendt. Ud over partikelfordelingsfunktioner (PDF'er), modellen inkluderer temperaturfordelingsfunktioner, som blev anvendt til at simulere temperaturfeltet.

FV-metoden blev brugt til at diskretisere DDF-temperaturen LBM (TLBM) med D2Q9 diskrete hastighedsmodellen og Bhatnagar-Gross-Krook (BGK) kollisionsmodellen for at simulere konvektive strømme på ustrukturerede gitter. For at simulere et komplekst flowfelt i stor skala og reducere beregningstiden, en parallel algoritme til FV-TLBM på ustrukturerede net blev udtænkt.

Resultaterne opnået fra FV-TLBM stemte godt overens med tidligere undersøgelser. Ydeevneanalysen af ​​parallelle numeriske eksperimenter viste, at den parallelle algoritme har betydelig skalerbarhed, og at effektiviteten kunne være så høj som 96,79% på 6000 processer.

Til næste trin, holdet vil fokusere på at simulere termiske konvektive strømme med kompliceret grænse.