基于格子Boltzmann方法后台阶流动特性的研究

作     者：乔振轩 王树青 王淑彦 Qiao Zhenxuan;Wang Shuqing;Wang Shuyan

作者机构：东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318 大庆油田有限责任公司第四采油厂黑龙江大庆163000 

出 版 物：《石油化工高等学校学报》 (Journal of Petrochemical Universities)

年 卷 期：2020年第33卷第2期

页      面：94-100页

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 080103[工学-流体力学] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51876032) 

主　　题：后台阶流动 格子玻尔兹曼方法 流动规律 大涡模拟 雷诺数 

摘      要：格子玻尔兹曼方法(LBM)是近几十年来发展的一种介观尺度的数值模拟方法,具有良好的处理复杂边界的能力和并行计算能力。利用LBM对后台阶流动进行了数值模拟,得到了不同雷诺数下后台阶流动的特性。研究结果表明,在低雷诺数情况下,台阶后再附着点与分离点的距离随着雷诺数的增加而变大;在高雷诺数情况下,台阶后再附着点与分离点的距离随着雷诺数的增加而增加,增长幅度逐渐降低,当Re=8000时,再附着点与分离点之间的距离趋于稳定,并达到峰值;随着雷诺数的继续增大,这个距离开始减小,最终趋于一个定值。对于高雷诺数下的后台阶流动,采用LES-LBM的方法进行模拟,与前人的实验数据吻合得很好,表明LBM-LES模型对高雷诺数后台阶流动进行模拟具有较高的精确性。