改进的双分布函数格子-Boltzmann方法模拟封闭方腔自然对流

本文探讨了封闭方腔内自然对流的格子-Boltzmann方法动态模拟，由童长青、何雅玲等人提出。他们构建了一种以压力分布函数和内能密度分布函数为核心的不可压缩双分布函数热格子-Boltzmann模型，旨在解决早期模型在低马赫数下存在的弱可压缩效应问题。这种模型通过独立处理密度和内能分布，实现了流场和换热的分离计算，提高了模拟的精度和稳定性，并有效地处理了粘性耗散。 文章的创新之处在于，他们借鉴He Xiaoyi提出的双分布函数模型，并结合不可压缩LBM的思想，进一步优化了模型设计。这种方法允许模型更精确地模拟不可压缩流动，如封闭方腔内的自然对流，这是一个典型的可压缩热流耦合问题。尽管传统的理论和数值模拟通常基于Boussinesq近似，但这新模型能够提供更准确的结果。 作者们通过动态模拟封闭方腔内自然对流的形成和演化过程，深入研究涡运动及其变化，揭示了自然对流产生的机制，即温差、压差以及方腔空间限制之间的复杂交互作用。这种分析不仅验证了模型的有效性，也为理解和控制这类流动现象提供了新的视角。 关键词：格子-Boltzmann方法、自然对流、涡动力学、动态模拟。本文的研究成果对于提升数值模拟在热流动力学领域的应用有着重要意义，尤其是在处理低速流动和不可压缩条件下的问题时。