幂律流体圆柱绕流的格子波尔兹曼模拟-中国学术期刊网络出版总库

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幂律流体圆柱绕流的格子波尔兹曼模拟

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【英文篇名】	LATTICE BOLTZMANN SIMULATION OF A POWER-LAW FLUID PAST A CIRCULAR CYLINDER
【下载频次】	★★★★★
【作者】	董波; 李维仲; 冯玉静; 孙涛;
【英文作者】	Dong Bo; Li Weizhong; Feng Yujing; Sun Tao; Key Laboratory of Ocean Energy Utilization and Energy Conservation of Ministry of Education; Dalian University of Technology;
【作者单位】	大连理工大学海洋能源利用与节能教育部重点实验室;
【文献出处】	力学学报 , Chinese Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 编辑部邮箱 2014年 01期期刊荣誉：中文核心期刊要目总览 ASPT来源刊中国期刊方阵 CJFD收录刊
【中文关键词】	插值补充格子波尔兹曼方法; 幂律流体; 曳力系数; 升力系数; 圆柱绕流;
【英文关键词】	interpolation-supplemented lattice Boltzmann method; power-law fluid; drag coeffcient; lift coeffcient; flow past a circular cylinder;
【摘要】	基于插值补充格子波尔兹曼方法和幂律流体的本构方程,建立了贴体坐标系下适用于幂律流体的格子波尔兹曼模型,模拟了幂律流体的圆柱绕流问题,采用非平衡外推格式处理圆柱表面的速度无滑移边界,利用应力积分法确定曳力系数和升力系数,并与基于标准的格子波尔兹曼方法和有限容积法获得的数值数据进行对比,吻合良好.进行了网格无关性验证之后,分析了稳态流动时,不同雷诺数下幂律指数对于尾迹长度、分离角、圆柱表面黏度分布、表面压力系数及曳力系数的影响,以及非定常流动中,幂律指数对于流场、曳力系数、升力系数和斯特劳哈尔数的影响.获得的变化规律与基于其他数值模拟方法得到的结果相一致,充分验证了模型的有效性和正确性.结果表明:插值补充格子波尔兹曼方法可以用来模拟幂律流体在具有复杂边界流场内的流动问题,通过引入不同的非牛顿流体本构方程,该方法还可以进一步应用于其他类型的非牛顿流体研究中.
【英文摘要】	Based on the interpolation-supplemented lattice Boltzmann method and constitutive equation for power-law fluid, a lattice Boltzmann model for power-law fluid in body-fitted coordinates is proposed and applied to simulate steady and unsteady flows of a power-law fluid past a circular cylinder, respectively. The non-equilibrium extrapolation boundary scheme is adopted for the non-slip velocity at the circular cylinder surface. The drag coeffcient and lift coeffcient are calculated by integrating the total str...
【基金】	国家自然科学基金青年科学基金(51206017);国家自然科学基金(51276030)资助项目~~
【更新日期】	2014-05-20
【分类号】	O357.5
【正文快照】	引言圆柱绕流是一个经典的流体力学问题,在化工、能源等领域有着广泛的工程应用背景,因此,学者做了大量的研究工作[1-3].研究主要集中在牛顿流体圆柱绕流问题上.然而,在工业工程中,大部分流体如高分子底物和皂液等,会呈现非牛顿流体的流变特性如幂律流体、宾汉姆流体和黏弹性流

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