FVM与LBM耦合模拟三维流动问题

摘要

近年来，多尺度数值模拟方法发展迅速，为研究多尺度现象提供了一条有效的途径. 在模拟复杂流动问题时，如果仅采用宏观方法，则会存在一些不足，诸如无法预知微小部分的流动细节以及引入经验关联式；如果仅采用介观微观方法，则需要消耗大量的计算资源.基于单一方法的不足,本文构造了宏观有限容积法(FVM)与介观格子Boltzmann 方法(LBM)的耦合模型(CFVLBM).CFVLBM的关键在于如何由FVM 中宏观量重构出LBM 中密度分布函数. 文中给出了具有二阶精度的重构算子. 选取两个三维流动问题，方形通道内充分发展流动和顶盖驱动流对模型进行了考核,计算结果同基准解符合的很好. 研究表明,基于文中重构算子的CFVLBM 可以准确有效地应用于模拟三维流动问题.