基于格子玻尔兹曼方法的流固耦合问题模拟

摘要

近年来由于流固耦合问题在各个领域的广泛出现，其越来越受到研究人员的关注.在处理流固耦合问题方面，格子Boltzmann方法(LBM)是一种常用的手段，但其在流固界面条件以及流固相互作用的处理方面还存在诸多不足.笔者将格子Boltzmann方法与Tanaka和Araki提出的fluid particle dynamics method(FPD)方法结合起来，考虑固体为动力学粘性较大的流体并且采用扩散的流固界面，使得可以整体求解流体与固体的运动情况.在数值实验部分，通过构造不同的相场函数φ去模拟平直管道与S管道，得到了当流体与固体边界区域的动力学粘性比达到R=100就可较为准确地描述流体与固体的运动情况的结论.最后基于R=100模拟了椭圆的Jeffrey orbit并得到了较为理想的结果.

关键词

格子Boltzmann方法 / FPD方法 / 流固耦合