مطالعه شبکه در روش شبکه بولتزمن-حجم محدود در شبیه‌سازی جریان آرام تراکم‌پذیر لزج

نرم افزاری به روش شبکه بولتزمن بر مبنای حجم محدود (fvlbm) برای شبیه‌سازی جریان تراکم‌پذیر لزج و آرامِ دوبعدی در شبکه منحنی‌الخط باسازمان توسعه داده شده است. در مقاله حاضر، صحت‌سنجی نرم‌افزار توسعه یافته و ارزیابی دقت و چهار مدل شبکه جدید دو بعدی d2q9l2، d2q13l2، d2q17l2 و d1q21l2 به ازای افزایش سرعت‌های گسسته (فازی) شبکه در شبیه‌سازی جریان تراکم پذیر مورد مطالعه قرار گرفته و شبکه بهینه معین گردیده‌است. جهت شبیه‌سازی جریان تراکم‌پذیر در روش شبکه بولتزمن، از روش جدید تابع دایروی بجای بسط یا تصحیح تابع ماکسول به منظور محاسبه توابع توزیع تعادلی استفاده و روش حجم محدود به همراه روش muscl مرتبه3 در گسسته‌سازی عبارت جابجایی برای بهتر شکار کردن ناپیوستگی‌های جریان بکار گرفته شده‌است. جهت بررسی عملکرد روش و مطالعه پارامتری ارائه شده، جریان تراکم‌پذیر لزج و آرام پیرامون ایرفویل naca0012 در دستگاه منحنی‌الخط باسازمان در زوایای حمله صفر و 10 درجه شبیه‌سازی شده‌است. مسائل شبیه‌سازی شده در رژیم جریان پیوسته با نتابج عددی معتبر حل معادلات ناویراستوکس مقایسه شده‌است. با وجود اینکه نتایج عددی در مقایسه با حل عددی متناظر از دقت بسیار مناسبی برخوردار است، محدودیتهای روش حل حاضر و ارزیابی نتایج حاصل از شبکه های مختلف مورد تحلیل قرار گرفته است.

Lattice Study of the Finite Volume-Lattice Boltzmann Method in Simulation of Laminar Viscous Compressible Flow

A Finite VolumeLattice Boltzmann Method (FVLBM) for simulation of viscous laminar compressible flows in 2D structured curvilinear coordinate system has been developed. In the present study, validation of the presented software and accuracy assessment of four new 2D lattices D2Q9L2, D2Q13L2, D2Q17L2 and D2Q21L2 based on increasing discrete velocities of lattice has been studied and the optimum lattice has been introduced. The presented LBM has developed using new method of circular function idea instead of expansion or correction of Maxwelian function for evaluation of equilibrium distribution functions. Moreover, in order to capture discontinuities in the flow field, 3rd order MUSCL scheme has been implemented for approximation of convective term. The laminar compressible viscous flow over the NACA0012 airfoil has been simulated in the curvilinear coordinate system for two angle of attacks, 0 and 10 Deg. The obtained results have been compared with validated N.S. solutions. Although the results have desirable accuracy in comparison of those of the N.S. solutions, limitation of the presented method and results assessment obtained by the different lattices have been investigated.