Вычислительные возможности метода решеточного кинетического уравнения Больцмана

Abstract

The dependence of body drag coefficient on a fluid current at uniaxial tension of a drop shaped body is not steady. It is one of the reasons of the complexity of hydrodynamics inverse problem solution. There is not effective algorithm of inverse problem solving at the present moment. Hydrodynamics equations and numerical schemes analysis does not allow to find a simple dependency between in and out parameters of the flow around body. It is necessary to find essentially more simple methods to solve hydrodynamics problems. Numerical methods of classical hydrodynamics and statistical method – lattice Boltzmann method (LBM) – are considered. Flow pattern around flat plate is calculated with LBM. Qualitative and quantitative comparisons of the results with natural experiment and numerical solution by finite volume method have been carried out. Calculated consecution of flow patterns and dimensionless times are in agreement with the natural experiment results.

Зависимость коэффициента сопротивления тела потоку жид кости при одноосном растяжении каплевидного тела немонотонна. Это одна из причин сложности решения обратных задач гидродинамики. Эффективного алгоритма решения обратных задач в настоящий момент не существует. Анализ уравнений гидродинамики и численных схем не позволяет выделить однозначной связи между входными и выходными параметрами обтекания тела. Необходим поиск принципиально более простых методов решения задач гидродинамики. В работе анализируются современные методы классической гидродинамики, а также один из численных методов статистической гидродинамики – метод решеточного уравнения Больцмана. Методом решеточного уравнения Больцмана решена задача обтекания плоской пластины. Проведено качественное и количественное сравнение результатов с натурным экспериментом и с численным решением методом конечных объемов. Расчетная последовательность изменения картины течения и безразмерные времена процесса находятся в согласии с реальным экспериментом по обтеканию плоской пластины.