Вычислительные возможности метода решеточного кинетического уравнения Больцмана

Об авторах:

Самоловов Дмитрий Алексеевич, аспирант Института физики и химии Тюменского государственного университета
Губкин Алексей Сергеевич, младший научный сотрудник, Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН; старший преподаватель кафедры механики многофазных систем, Тюменский государственный университет; alexshtil@gmail.com

Аннотация:

Зависимость коэффициента сопротивления тела потоку жид кости при одноосном растяжении каплевидного тела немонотонна. Это одна из причин сложности решения обратных задач гидродинамики. Эффективного алгоритма решения обратных задач в настоящий момент не существует. Анализ уравнений гидродинамики и численных схем не позволяет выделить однозначной связи между входными и выходными параметрами обтекания тела. Необходим поиск принципиально более простых методов решения задач гидродинамики. В работе анализируются современные методы классической гидродинамики, а также один из численных методов статистической гидродинамики — метод решеточного уравнения Больцмана. Методом решеточного уравнения Больцмана решена задача обтекания плоской пластины. Проведено качественное и количественное сравнение результатов с натурным экспериментом и с численным решением методом конечных объемов. Расчетная последовательность изменения картины течения и безразмерные времена процесса находятся в согласии с реальным экспериментом по обтеканию плоской пластины.

Список литературы:

1. Karman, T., von. Aerodynamics. McGraw-Hill, 1963.

2. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. М.: Энергоатомиздат, 1984.

3. Зенкевич О., Морган К. Конечные элементы и аппроксимация. М.: Мир, 1986.

4. Петрусев А.С. Использование сеточных методов для решения задач механики сплошной среды. М.: Изд-во МФТИ, 2004.

5. Фрик П.Г. Турбулентность: модели и подходы. Часть I. Пермь, 1998.

6. Wolf-Gladrow, D. A. Lattice-gas cellular automata and Lattice-Boltzmann models. Springer, 2000.

7. Квасников И.А. Термодинамика и статистическая физика. М.: Едиториал УРСС 2003.

8. Succi, S. The Lattice Boltzmann Equation for Fluid Dynamics and Beyond. Oxford: University Press, 2001.

9. Taneda, S. Visual Study of unsteady separated flows around bodies // Progress in Aerospace Science. 1977. V. 17. P. 287-348.

10. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Выпуск 7. Физика сплошных сред. М.: Мир, 1986.