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格子玻爾茲曼汽液多相流演算法數值穩定性研究(精)/清華大學優秀博士學位論文叢書

  • 作者：吳勇勇|責編:戚亞
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302616207
  • 出版日期：2022/12/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：150
人民幣：RMB 89 元      售價：元
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內容大鋼
    本書是作者在其博士學位論文的基礎上總結、改進、提煉而形成的學術著作，其主要研究格子玻爾茲曼汽液多相流演算法上的數值穩定性問題。通過研究現存模型存在的發散現象，提出了兩類限制器用來抑制數值不穩定性，並給出了一種新的相間黏性過渡方案；通過四階展開辨識了高階項對於汽液平衡態的影響，分析了其階躍分佈的特性，並給出抑制汽相密度波動的方案。在前述研究基礎上，作者進一步獨立提出了一種新的解耦且穩定化的格子玻爾茲曼演算法，與現有演算法相比明顯提升了高參數下的數值穩定性，穩定復現了從低到高參數下的液滴碰撞等相關實驗現象，同時也可用於高速氣泡的相關應用。此演算法框架作為一種界面解析的兩相流直接數值模擬演算法，可作為能源動力、航空航天、微尺度生物流體等領域的研究手段。
    本書可供流體力學及多相流、能源化工、生物流體等領域的學者和科研人員參考。
作者介紹
吳勇勇|責編:戚亞
目錄
第1章  引言
  1.1  課題背景及意義
  1.2  研究現狀
    1.2.1  LBM的發展及現況
    1.2.2  LBM中的多相流模型
    1.2.3  各界面類方法研究現狀
  1.3  本書研究內容
第2章  多鬆弛MRT格子玻爾茲曼模型介紹
  2.1  多鬆弛MRT-LBM的基本計算過程
  2.2  多鬆弛方法對應的宏觀方程
  2.3  LBM中的多相流模型
  2.4  LBM中的單位轉換
  2.5  本章小結
第3章  LBM的不穩定性分析及限制器
  3.1  不穩定性成因及限制器
    3.1.1  概率密度分佈函數的正值性
    3.1.2  偽勢梯度在界面的一致性
    3.1.3  狀態方程的奇異點
    3.1.4  體積黏性係數的穩定作用
    3.1.5  沿相界面變化的運動黏性
  3.2  數值案例穩定性驗證
    3.2.1  靜態平行相界面案例
    3.2.2  靜態液滴案例
    3.2.3  液滴在薄液層上的濺射
  3.3  本章小結
第4章  MRT的四階力項展開分析
  4.1  額外項調節偽勢模型的問題
  4.2  MRT中額外項的高階余項分析
    4.2.1  三階項與四階項的展開
    4.2.2  高階余項對數值模擬影響的分析
    4.2.3  MRT中離散效應的跳躍分佈
  4.3  數值驗證
    4.3.1  平行相界面驗證
    4.3.2  靜態液滴驗證
    4.3.3  運動液滴驗證
  4.4  本章小結
第5章  解耦且穩定化的MRT演算法
  5.1  本章背景
  5.2  解耦且穩定化的MRT演算法推導過程
    5.2.1  解耦的MRT演算法框架
    5.2.2  穩定化方案
  5.3  標準數值案例驗證
    5.3.1  平衡態汽液共存曲線
    5.3.2  泰勒-格林渦流動
    5.3.3  剪切波流動
    5.3.4  穩態泊肅葉流動
    5.3.5  拉普拉斯定律
    5.3.6  小結
  5.4  多相流應用案例研究
    5.4.1  雙液滴對撞案例

    5.4.2  液滴濺射案例
    5.4.3  液滴撞擊固壁案例
    5.4.4  池式沸騰
  5.5  本章小結
第6章  總結與展望
  6.1  總結
  6.2  創新點
  6.3  展望
參考文獻
在學期間完成的相關學術成果
致謝

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