توسعه روش شبکه بولتزمن-رویکرد حجم محدود بر مبنای ایده تابع دایروی در شبیه‌سازی جریان تراکم پذیر غیر لزج در دستگاه منحنی ‌الخط

در این مقاله روش شبکه بولتزمن-حجم محدود (fvlbm) برای شبیه‌سازی جریان تراکم‌پذیر غیرلزج یک و دو بعدی در شبکه منحنی‌الخط باسازمان ارایه و توسعه داده شده ‌است. برای شبیه‌سازی جریان تراکم‌پذیر در روش شبکه بولتزمن، از روش جدید تابع دایروی به جای بسط یا تصحیح تابع ماکسول به منظور محاسبه توابع توزیع تعادلی استفاده و روش حجم محدود به همراه روش muscl مرتبه-3 در گسسته‌سازی عبارت جابجایی برای بهتر شکار کردن ناپیوستگی‌های جریان بکار گرفته شده‌ است. همچنین با توجه به اینکه گام زمانی در روش شبکه بولتزمن به شدت توسط زمان آرامش (عدد نادسن) محدود می‌شود، در این تحقیق با ارتقای عملکرد روش شبکه بولتزمن توسط یک روش ضمنی-صریح (imex) رانگ-کوتای مرتبه-3 برای گسسته‌سازی عبارت زمانی معادله بولتزمن-bgk، دسترسی به گام زمانی بزرگتر میسر و هزینه محاسباتی کاهش یافته است. از طرفی با ارایه یک مدل شبکه جدید d1q7l2 و صحت‌سنجی آن، دقت شبیه‌سازی افزایش یافته است. بنابراین از روش ارایه شده در این پژوهش، می‌توان در شبیه‌سازی بسیاری از مسایل واقعی مهندسی در حوزه آیرودینامیک به خوبی بهره برد. برای بررسی عملکرد روش ارایه شده چندین مساله محک گاز دینامیک به همراه چند مساله کاربردی مهندسی در دستگاه منحنی‌الخط شبیه‌سازی شده‌ است. نتایج عددی با داده‌‌های تجربی تست تونل باد و حل عددی حجم محدود معادلات اویلر مقایسه و دقت مناسب حاصل گردیده ‌است.