有植被河道水流的三維Lattice Boltzmann方法模擬.pdf

1、經(jīng)過二十多年的發(fā)展，Lattice Boltzmann方法(LBM)逐漸成為計算流體力學(xué)一種新穎、有前景的數(shù)值方法。與傳統(tǒng)的計算流體力學(xué)方法不同，LBM并不是基于連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的宏觀流體力學(xué)方程，而是基于微觀動力學(xué)的Boltzmann方程。可以說LBM不僅僅是一種數(shù)值模擬方法，而且是一項重要的科學(xué)研究手段，它已被用于多種復(fù)雜現(xiàn)象的機理研究。LBM對復(fù)雜邊界和復(fù)雜流場的模擬有著顯著的優(yōu)勢，如湍流、燃燒、多孔介質(zhì)流、多相流、化學(xué)反應(yīng)流等。這些

2、復(fù)雜流場的成功模擬，展示了它廣闊的應(yīng)用前景。
　　 含植物水流是一個復(fù)雜的動力系統(tǒng)，至今其所帶來的一系列水流問題仍未能得到很好的解決。本文利用LBM在處理復(fù)雜邊界的優(yōu)勢，與傳統(tǒng)基于宏觀方程的模擬加入“植物項”這一處理方法不同，把水流中的植物看成是流場的固體邊界，建立了模擬含植物水流的三維LBM紊流模型，對網(wǎng)格加密后，用格子Boltzmann方程直接模擬。通過實驗實測數(shù)據(jù)對模型進行驗證，發(fā)現(xiàn)本文模型的計算結(jié)果與實測數(shù)據(jù)吻合良好，證