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格子Boltzmann方法在流体运动计算方面展现了非凡的风采,成功地模拟了包括均相不可压缩湍流和多孔介质中的多相流动在内的流体动力学问题。本文主要讨论工程实际应用时,具体模型的选择问题。首先从理论上对应用最为广泛的几种基本模型进行了详尽的分析和比较。在此基础上,选择了对压力梯度驱动的Poiseuille流动和二维方腔流进行模拟,然后从计算精度、数值稳定性和收敛速度这几个方面进行了细致的比较。从理论和实验两个角度验证了D2G9模型的优越性,为工程实际应用上模型的具体选择提供了一定的参考依据。
在本文的最后,引入一种两相耦合机制对D2G9模型进行了修正,从而使之可以正确处理气固两相流中输运相和颗粒相之间的相互作用。随后,本文模拟了后台阶流动,并和传统CFD方法的模拟结果以及修正其他模型的模拟结果进行了验证,得到了令人满意的结论。从一定程度上验证了这种两相耦合机制的可行性。