基于插值的多相流格子Boltzmann方法曲线边界算法研究

凌福; 张永刚; 闻炳海

doi:10.16088/j.issn.1001-6600.2024100401

广西师范大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 43 ›› Issue (06) : 54 -68. DOI: 10.16088/j.issn.1001-6600.2024100401

基于插值的多相流格子Boltzmann方法曲线边界算法研究

凌福, 张永刚, 闻炳海

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摘要

边界处理是流体流动建模中的核心问题，在格子Boltzmann方法（LBM）中尤为关键。曲线边界条件虽然有效提高了单相流模拟中复杂几何边界的精度，但在多相流模拟中，传统的曲线边界条件常常导致显著的质量泄漏和计算误差，这主要是由于传统的曲线边界条件处理格式中未考虑非理想效应导致的过渡区密度非线性变化。本文将非理想效应引入到插值方案中，提出一类基于插值的多相流曲线边界算法，包括线性插值、二次插值和三次插值等方案。通过一系列具有大密度比的静态和动态多相流模拟验证，该方法有效提升多相流边界条件的计算精度，所需要的质量补偿接近于0,并且使虚速度比之前方法降低一个数量级，达到2×10^-3以下。