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流动沸腾中气泡生长过程的lb方法模拟

核动力工程 2016年第6期37卷 37-40页

作者：曾建邦李隆键马建黄彦平吴能友华东交通大学材料科学与工程学院南昌330013 青岛海洋科学与技术国家实验室山东青岛266071 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室重庆400044 中国核动力研究设计院中核核反应堆热工水力技术重点实验室成都610041

利用基于格子Boltzmann(lb)方法开发的气液相变数值模型,考察在竖直方向重力加速度恒定的情况下,水平方向加速度对工质为水的流动沸腾中气泡生长过程的影响,可以发现:气泡脱离直径与水平方向加速度呈指数减小关系,气泡脱离频率与水平方... 详细信息

利用基于格子Boltzmann(lb)方法开发的气液相变数值模型,考察在竖直方向重力加速度恒定的情况下,水平方向加速度对工质为水的流动沸腾中气泡生长过程的影响,可以发现:气泡脱离直径与水平方向加速度呈指数减小关系,气泡脱离频率与水平方向加速度呈指数增大关系;气泡脱离时,前接触角随水平方向加速度增大而增大,后接触角随水平方向加速度增大而减小,但当水平方向加速度增加到一定程度时,气泡前后接触角均趋于恒定;气泡脱离后,水平方向加速度越大,气泡越是贴近下边界运动。

关键词： lb方法流动沸腾气泡生长相变

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lb方法及可视化仿真模拟

LB方法及可视化仿真模拟

作者：董术华中科技大学

学位级别：硕士

格子Boltzmann(Lattice Boltzmann,lb)方法是近年来出现在计算流体力学(CFD)中的一个新颖的数值模拟方法,与传统的计算流体力学数值方法(如有限差分法、有限元方法等)不同,lb方法的理论基础是分子运动论和统计力学。随着高性能计算的迅... 详细信息

格子Boltzmann(Lattice Boltzmann,lb)方法是近年来出现在计算流体力学(CFD)中的一个新颖的数值模拟方法,与传统的计算流体力学数值方法(如有限差分法、有限元方法等)不同,lb方法的理论基础是分子运动论和统计力学。随着高性能计算的迅猛发展,科学计算已经越来越成为科学与工程研究人员除了理论与实践之外的第三种方法。高性能计算产生大规模的科学数据,如何分析、可视大规模科学数据给可视化研究提出了新的挑战。 DnQb(n维空间,b个离散速度)模型是目前lb方法中的常用的lbGK计算模型。对于二维lbGK模型,国内外文献已经有大量的研究。本文不仅对二维lbGK模型进行了分析和讨论,而且对三维lbGK模型也进行了分析和研究。目前文献中对三维lbGK模型的研究和数值模拟还不是很多,基于此,本文对基于D3Q19模型的方腔流问题进行了详细的数值模拟,得到了具有高分辨率、高精度的数值结果。面向对象程序设计是一门非常实用而强有力的软件开发技术,也是目前软件界广泛应用的前沿技术。本文以面向对象程序设计语言C++设计了一个基于DnQb模型的流体运动的可视化模拟系统。在系统设计过程中,首先构造一个二维lbGK模型基类CD2QX,然后采用面向对象的继承机制从这个类派生出具体的二维和三维lbGK模型类,从而达到了代码共享、编程简单的目的。此仿真系统不仅能够可视化模拟二维lbGK模型,而且对三维lbGK模型也能进行可视化数值模拟。可视化仿真系统采用VC++为开发工具和SDI文档视图结构。本文采用这一可视化仿真系统对基于D2G9模型的二维方腔流和基于D3Q19模型的三维方腔流进行了仿真模拟。

关键词： lb方法 lbGK模型科学计算可视化面向对象程序设计

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基于lb方法的质量源造波的数值波浪水槽

水电能源科学 2015年第3期33卷 99-103页

作者：周玲玲丁全林兰庆琳方政河海大学力学与材料学院江苏南京210098

为研究lb方法在建立数值波浪水槽的优越性及质量源造波法在消除波浪二次反射中的有效性,将流体体积率法(VOF)推广到lb模型中追踪自由表面,将推导出的各方向的分布函数的变化量方程应用到质量源造波中,采用阻尼加透过的边界条件消波,建... 详细信息

为研究lb方法在建立数值波浪水槽的优越性及质量源造波法在消除波浪二次反射中的有效性,将流体体积率法(VOF)推广到lb模型中追踪自由表面,将推导出的各方向的分布函数的变化量方程应用到质量源造波中,采用阻尼加透过的边界条件消波,建立了基于lb方法的数值波浪水槽。数值模拟结果表明,该数值波浪水槽可有效模拟波浪,避免计算域内波浪的二次反射;消波效果良好,未产生明显的反射波;继承了lb方法的优点,具有计算效率高、内在并行等特点。

关键词： lb方法质量源 VOF方法数值波浪水槽

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lb方法在射流研究中的应用进展

中国水运（下半月） 2015年第10期15卷 286-287页

作者：王会明韩宝华刘志国莱芜市人民医院山东莱芜271100 莱芜市乔店水库管理处山东莱芜271100

文中主要介绍了射流研究中的一种新型方法-格子玻尔兹曼(lb)方法,通过简述lb基本方法,探讨国内外射流研究进展以及分析lb方法在射流研究中的应用现状,发现采用lb方法研究射流运动是可行的,并且具有改进时间平均的大涡模拟已经逐渐被人... 详细信息

文中主要介绍了射流研究中的一种新型方法-格子玻尔兹曼(lb)方法,通过简述lb基本方法,探讨国内外射流研究进展以及分析lb方法在射流研究中的应用现状,发现采用lb方法研究射流运动是可行的,并且具有改进时间平均的大涡模拟已经逐渐被人们采用,成为未来格子方法的主要发展方向。

关键词： lb方法射流应用

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泡沫金属基相变蓄热单元管蓄热性能研究

机电信息 2024年第4期 67-71,75页

作者：郭丹丹刘德飞许志鹏汤宝盐城工业职业技术学院汽车与交通学院江苏盐城224000 江苏省特种设备安全监督检验研究院扬州分院江苏扬州225000

用lb方法研究了相变蓄热单元管内融化过程,以蓄热量及融化速率为评价标准分析了不同操作参数及泡沫金属结构对相变蓄热单元管的强化蓄热作用。填充泡沫金属有利于提高管内的融化速率,是一种可行、高效的方法。泡沫金属的结构对融化速率... 详细信息

用lb方法研究了相变蓄热单元管内融化过程,以蓄热量及融化速率为评价标准分析了不同操作参数及泡沫金属结构对相变蓄热单元管的强化蓄热作用。填充泡沫金属有利于提高管内的融化速率,是一种可行、高效的方法。泡沫金属的结构对融化速率影响较大,孔隙率越小融化速率越高,但孔隙率的减小使得单管内相变材料装载量急剧下降;泡沫金属体积热容越大,温度变化越慢,不利于融化速度的提升;导热系数对融化速率的影响较大,导热系数越高相变材料融化越快,同一时间段内,管内整体温度相对较高,蓄热量大。

关键词： lb方法蓄热量泡沫金属融化速率

用 Lattice Boltzmann 方法模拟水击

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水利学报 1998年第6期29卷 25-30页

作者：程永光张师华陈鉴治武汉水利电力大学

新近发展起来的ＬＢ方法具有并行度高、几何边界易处理等优点．作为用之解决实际问题的尝试，本文建立了能模拟水电站水击的一维ＬＢ模型，给出了基本原理、方法及步骤，并与特征线法进行比较．分析表明ＬＢ方法是有效的，将之引入水电... 详细信息

新近发展起来的ＬＢ方法具有并行度高、几何边界易处理等优点．作为用之解决实际问题的尝试，本文建立了能模拟水电站水击的一维ＬＢ模型，给出了基本原理、方法及步骤，并与特征线法进行比较．分析表明ＬＢ方法是有效的，将之引入水电站流场计算具有可能性，值得探讨．

关键词：水锤模拟水击 lb方法水电站

聚合物分离膜成形过程中相分离数值模拟研究进展

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高分子通报 2011年第2期 64-72页

作者：张学芳胡晓宇肖长发天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程省部共建国家重点实验室培育基地天津300160

针对热力学、动力学、流体力学等多方面研究成果,分析多种先进的计算机模拟方法,对聚合物分离膜相分离过程的数值模拟进行介绍。从简单的二元体系到三元、四元体系,从等温传质到非等温传质,从自扩散系数到共扩散系数的应用,从一维扩散... 详细信息

针对热力学、动力学、流体力学等多方面研究成果,分析多种先进的计算机模拟方法,对聚合物分离膜相分离过程的数值模拟进行介绍。从简单的二元体系到三元、四元体系,从等温传质到非等温传质,从自扩散系数到共扩散系数的应用,从一维扩散到多维扩散,对蒙特卡洛法、Lattice Boltzmann法、Cahn-Hilliard方程、物质和能量平衡以及耗散粒子动力学等多种方法的模拟效果进行对比分析,详细介绍和评述了不同机制下相分离过程的传质、传热模型的进展,并指出其不足,最后对相分离数值理论模型逐渐从理论研究走向实际应用进行展望。

关键词：相分离模型模拟 Cahn-Hilliard方程 lb方法

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基于GPU的实时线绘制及水墨仿真研究

计算机工程与设计 2011年第3期32卷 1079-1083,1107页

作者：卢健刘学慧中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室北京100190 中国科学院研究生院北京100049

为了由简单三维输入自动生成水墨仿真风格图像,提出了一种基于GPU的实时线绘制算法及水墨仿真算法。提出的微分几何线绘制算法结合了视点相关和视点无关两类特征线的绘制,利用了多种曲率信息和风格化纹理。由于GPU加速和风格化纹理的设... 详细信息

为了由简单三维输入自动生成水墨仿真风格图像,提出了一种基于GPU的实时线绘制算法及水墨仿真算法。提出的微分几何线绘制算法结合了视点相关和视点无关两类特征线的绘制,利用了多种曲率信息和风格化纹理。由于GPU加速和风格化纹理的设计,该算法达到实时且风格化可控,方便了国画仿真,仿真计算将水墨看作二维流体,利用lb方法模拟水墨在宣纸中的边缘扩散。通过对比大量的绘制结果以及和其他方法的比较,结果表明,该方法的绘制结果更加清晰逼真,绘制实时完成且完全自动化。

关键词：计算机图形学非真实感绘制线绘制技术水墨仿真 lb方法

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基于lbM的波浪作用下动量射流数值模拟

水电能源科学 2018年第5期36卷 70-74页

作者：钱乐乐丁全林河海大学力学与材料学院江苏南京210098

为了进一步研究射流在有限水深波浪环境下的流动规律,拓宽lbM在水利工程学科中的应用范围,将lb方法的原理应用于自由表面处理、边界条件设定、紊流模型的耦合求解、造波及消波等关键问题上,建立了二维多松弛lb数值波浪水槽模型。运用该... 详细信息

为了进一步研究射流在有限水深波浪环境下的流动规律,拓宽lbM在水利工程学科中的应用范围,将lb方法的原理应用于自由表面处理、边界条件设定、紊流模型的耦合求解、造波及消波等关键问题上,建立了二维多松弛lb数值波浪水槽模型。运用该模型模拟不同波浪环境下动量射流的紊动特征及变化规律,得到射流在不同工况下的轴线速度衰减、扩展半宽变化和横断面速度分布等规律。研究表明,该模型具有很好的适用性,可以较好地模拟射流问题。

关键词：射流 lb方法波浪环境数值波浪水槽