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Inertial Frame Independent Forcing for Discrete Velocity Boltzmann Equation:Implications for Filtered Turbulence Simulation

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Communications in Computational Physics 2012年第8期12卷 732-766页

作者： Kannan N.Premnath Sanjoy Banerjee Department of Mechanical Engineering University of WyomingLaramieWY 82071USA Department of Chemical Engineering City College of New YorkCity University of New YorkNew YorkNY 10031USA.

We present a systematic derivation of a model based on the central moment lattice Boltzmann equation that rigorously maintains Galilean invariance of forces to simulate inertial frame independent flow *** this regard,the central moments,*** shifted by the local fluid velocity,of the discrete source terms of the lattice Boltzmann equation are obtained by matching those of the continuous full Boltzmann equation of various *** results in an exact hierarchical identity between the centralmoments of the source terms of a given order and the components of the central moments of the distribution functions and sources of lower *** corresponding source terms in velocity space are then obtained from an exact inverse transformation due to a suitable choice of orthogonal basis for ***,such a central moment based kinetic model is further extended by incorporating reduced compressibility effects to represent incompressible ***,the description and simulation of fluid turbulence for full or any subset of scales or their averaged behavior should remain independent of any inertial frame of ***,based on the above formulation,a new approach in lattice Boltzmann framework to incorporate turbulence models for simulation of Galilean invariant statistical averaged or filtered turbulent fluid motion is discussed.

关键词： Lattice Boltzmann method central moments Galilean invariance turbulence filtering

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