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A Simplified Lattice Boltzmann Method without Evolution of Distribution Function

Advances in Applied Mathematics and Mechanics 2017年第1期9卷 1-22页

作者： Z.Chen C.Shu Y.Wang L.M.Yang D.Tan Department of Mechanical Engineering National University of Singapore 10 Kent Ridge CrescentSingapore 119260 Department of Aerodynamics College of Aerospace EngineeringNanjing University of Aeronautics and AstronauticsYudao StreetNanjingJiangsu 210016China

In this paper,a simplified lattice Boltzmann method(SLBM)without evolution of the distribution function is developed for simulating incompressible viscous *** method is developed from the application of fractional step technique to the macroscopic Navier-Stokes(N-S)equations recovered from lattice Boltzmann equation by using chapman-enskog expansion *** SLBM,the equilibrium distribution function is calculated from the macroscopic variables,while the non-equilibrium distribution function is simply evaluated from the difference of two equilibrium distribution ***,SLBM tracks the evolution of the macroscopic variables rather than the distribution *** a result,lower virtual memories are required and physical boundary conditions could be directly *** numerical test at high Reynolds number,the method shows very nice performance in numerical *** accuracy test for the 2D Taylor-Green flow shows that SLBM has the second-order of accuracy in *** benchmark tests,including the Couette flow,the Poiseuille flow as well as the 2D lid-driven cavity flow,are conducted to further validate the present method;and the simulation results are in good agreement with available data in literatures.

关键词： chapman-enskog expansion analysis lattice Boltzmann equation Navier-Stokes equations memory cost stability

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