摘要：从分子动力论出发,探讨了模拟不可压缩粘性流动的Lattice boltzmann(LB)方法.根据粒子平衡分布函数和非平衡反弹思想,提出了高效的出口边界条件处理格式.结合区域分裂技术设计了适合集群计算机运算的LB并行算法,并用C++程序语言开发了LB并行计算程序.通过对不同雷诺数时的方柱绕流模拟,验证了本文方法的有效性,同时详细分析了雷诺数对方柱绕流特性的影响.

摘要：为了提高计算流体领域中复杂流动现象模拟计算的高效性和准确性,充分利用图形硬件的并行性,提出一种在单机多图形处理器下基于CUDA架构的Lattice boltzmann方法(LBM)的模拟算法.采用区域划分策略将域上的LBM网格平均分配到不同的GPU设备上,在分区边界处搭接一层网格以方便计算该处网格的迁移过程,减少GPU间的通信量,并合理地利用CUDA存储层次架构中的全局内存和纹理内存为计算网格分配设备空间;采用多线程技术,用每个线程控制不同的GPU设备,同时引入线程同步机制信号量实现线程间的数据通信同步控制,按照LBM方程组的求解过程实现模拟计算.实验结果表明,双GPU将计算加速到单GPU的1.77倍左右,同时将流场计算网格规模从单GPU下的4160×4160扩大到双GPU下的6144×6144.

摘要：基于lattice boltzmann方法建立一个新的模拟裂隙煤体内瓦斯渗流的动力学模型,并利用该模型模拟二维裂隙煤体内瓦斯流动。模拟结果表明,采动压力差对瓦斯流动速度、孔隙瓦斯压力及瓦斯压力梯度都有很大的影响。在采动压力条件下,瓦斯在裂隙煤体中的流动压力具有波动性,波动幅度的大小与流场两端的压力差有关。在瓦斯压力达到峰值前的瞬时,孔隙瓦斯压力梯度很大。随着采动压力差的增大,瓦斯流动由层流过渡到紊流,同时孔隙压力出现发散,压力变化出现明显的非线性特征。基于lattice boltzmann方法的模拟结果与用其他方法得到的瓦斯渗流规律比较吻合,表明lattice boltzmann方法可有效模拟瓦斯在裂隙煤体中的运移规律,这为进一步探讨煤与瓦斯两相耦合机制、煤与瓦斯突出机制及瓦斯抽放方案的设计提供新的思路。

摘要：基于区域分裂技术 ,设计了一种使用非均匀网格的Latticeboltzmann(LB)模型 .其基本思想是 :将流场分解为若干个规则的子区域 ,在每个子区域使用均匀网格上的LB模型求解 ,子区域的边界条件利用插值方法决定 .用该模型对二维圆柱绕流问题进行了模拟 。

摘要：采用二维9速度Lattice boltzmann模型,数值模拟流体流过矩形截面柱体的绕流问题.在边界处,采用二阶精度的插值边界处理方法,计算了流动的Strouhal数及柱体受到的升力和阻力系数,给出了流场的流线和等涡线图.使来流方向与矩形柱的长边方向平行,计算结果表明,改变矩形的长/宽比,流场的Strouhal数随长/宽比呈线性变化.

摘要：根据二维浅水波方程的特点,应用由格子boltzmann方程展开的多尺度方程,建立了一个能模拟二维明渠非恒定流的格子boltzmann模型。通过对一维溃坝波和二维圆形溃坝波的模拟分析,验证了该模型的有效性。以某水电站尾水渠为例,模拟分析了由机组甩负荷和增负荷引起的水位波动规律,为尾水渠的设计提供了依据。

摘要：针对自由表面流体的模拟,提出一种基于Lattice boltzmann(LBM)的高效建模和绘制的方法.首先基于浅水方程的LBM模型进行流体建模及表面高度场计算,并提出一种基于Marching Cubes和自由表面算法结合的方法来抽取流体的表面,随后采用考虑移动障碍物的外力叠加机制和自适应加密算法来进行流体交互及表面的网格重构.最后采用硬件加速技术实现了不同自由表面流体的绘制,如溪流、水池浅水流、洪水水淹等真实感效果.