基于多松弛格子玻尔兹曼的弯道水流三维数值模拟

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基于多松弛格子玻尔兹曼的弯道水流三维数值模拟

丁全林, 王玲玲, 汪德爟, 方政

文章导航 > 水科学进展 > 2012 > 23(4): 523-528

丁全林, 王玲玲, 汪德爟, 方政. 基于多松弛格子玻尔兹曼的弯道水流三维数值模拟[J]. 水科学进展, 2012, 23(4): 523-528. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2251.017

引用本文:

丁全林, 王玲玲, 汪德爟, 方政. 基于多松弛格子玻尔兹曼的弯道水流三维数值模拟[J]. 水科学进展, 2012, 23(4): 523-528. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2251.017

DING Quan-lin, WANG Ling-ling, WANG De-guan, FANG Zheng. Three-dimensional numerical simulation of bend flow based on the multi-relaxation times lattice Boltzmann method[J]. Advances in Water Science, 2012, 23(4): 523-528. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2251.017

Citation:

DING Quan-lin, WANG Ling-ling, WANG De-guan, FANG Zheng. Three-dimensional numerical simulation of bend flow based on the multi-relaxation times lattice Boltzmann method[J]. Advances in Water Science, 2012, 23(4): 523-528. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2251.017

基于多松弛格子玻尔兹曼的弯道水流三维数值模拟

doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2251.017

1.
河海大学力学与材料学院, 江苏南京 210098;
2.
河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室, 江苏南京 210098;
3.
河海大学水利水电学院, 江苏南京 210098

基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2010B07714);国家自然科学基金资助项目(51179058)

作者简介:
丁全林(1978- ),男,山东泰安人,讲师,博士研究生,主要从事流体力学、水力学及河流动力学数值计算方面的研究。E-mail:dingquanlin@126.com

中图分类号: TV133.2

Three-dimensional numerical simulation of bend flow based on the multi-relaxation times lattice Boltzmann method

1.
College of Mechanics and Materials, Hohai University, Nanjing 210098, China;
2.
Key Laboratory of Integrated Regulation and Resource Development on Shallow Lakes of Ministry of Education, Hohai University, Nanjing 210098, China;
3.
College of Water Conservancy and Hydropower Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China

Funds: The study is financially supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51179058) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (No.2010B07714)

摘要: 为研究弯道水流现象并且拓展格子玻尔兹曼(Lattice Boltzmann Method,LBM)在水利工程领域的应用,建立了弯道水流的三维多松弛LBM演进模型,其中包括水流自由表面模拟、弯曲固壁边界处理以及紊流模型耦合求解等关键技术。应用该模型模拟研究了不同流量下U型弯道的水流状态,得到了水位、最大水深平均流速以及紊动能等参数的分布规律。分析和实践表明,该模型能较好地模拟三维弯道水流现象。
- 多松弛格子玻尔兹曼 /
- 流体 /
- 弯道水流 /
- 紊流模型
Abstract: For researching bend flows,as well as expanding the application of the Lattice Boltzmann Method (LBM) in the water conservancy field,a 3D multi-relaxation times LBM model,which includes free surface simulation,curved boundary treatment and turbulence models solving,was established.U-type bend flows under different flow rates were simulated,and the distributions of water level,maximum depth-averaged velocities and turbulent kinetic energy were obtained.Both the theoretical analysis and the simulation result indicate that the model in the paper can adequately simulate 3D bend flows.
- multi-relaxation times lattice Boltzmann method /
- fluid flow /
- bend flow /
- turbulence model

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基于多松弛格子玻尔兹曼的弯道水流三维数值模拟

doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2251.017

1. 河海大学力学与材料学院, 江苏南京 210098;

2. 河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室, 江苏南京 210098;

3. 河海大学水利水电学院, 江苏南京 210098

基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2010B07714);国家自然科学基金资助项目(51179058)

作者简介:
丁全林(1978- ),男,山东泰安人,讲师,博士研究生,主要从事流体力学、水力学及河流动力学数值计算方面的研究。E-mail:dingquanlin@126.com

收稿日期: 2011-09-26
刊出日期: 2012-07-25

中图分类号: TV133.2

关键词:

多松弛格子玻尔兹曼 /

摘要: 为研究弯道水流现象并且拓展格子玻尔兹曼(Lattice Boltzmann Method,LBM)在水利工程领域的应用,建立了弯道水流的三维多松弛LBM演进模型,其中包括水流自由表面模拟、弯曲固壁边界处理以及紊流模型耦合求解等关键技术。应用该模型模拟研究了不同流量下U型弯道的水流状态,得到了水位、最大水深平均流速以及紊动能等参数的分布规律。分析和实践表明,该模型能较好地模拟三维弯道水流现象。

English Abstract

丁全林, 王玲玲, 汪德爟, 方政. 基于多松弛格子玻尔兹曼的弯道水流三维数值模拟[J]. 水科学进展, 2012, 23(4): 523-528. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2251.017

引用本文:

丁全林, 王玲玲, 汪德爟, 方政. 基于多松弛格子玻尔兹曼的弯道水流三维数值模拟[J]. 水科学进展, 2012, 23(4): 523-528. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2251.017

DING Quan-lin, WANG Ling-ling, WANG De-guan, FANG Zheng. Three-dimensional numerical simulation of bend flow based on the multi-relaxation times lattice Boltzmann method[J]. Advances in Water Science, 2012, 23(4): 523-528. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2251.017

Citation:

DING Quan-lin, WANG Ling-ling, WANG De-guan, FANG Zheng. Three-dimensional numerical simulation of bend flow based on the multi-relaxation times lattice Boltzmann method[J]. Advances in Water Science, 2012, 23(4): 523-528. doi: CNKI:32.1309.P.20120614.2251.017

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