Numerical investigation of flow past a cylinder using cumulant lattice Boltzmann method
基于累积量格子玻尔兹曼方法的圆柱绕流数值模拟研究
邢恩博、刘光威 张庆河 张金凤 季超群
本文介绍了利用参数化累积量格子玻尔兹曼模型，在3900~2×105的亚临界雷诺数(Re)范围内模拟流过圆柱体的情况。在本研究中，不可压缩流的三维特征边界条件被集成到了格子玻尔兹曼方法的出流边界中，以最大限度地减少假反射。在Re=3900时，将累积量格子玻尔兹曼模型的流场、尾流统计、流体动力和功率谱结果与实验室数据和其他数值模型进行了详尽的比较。与其他采用湍流闭合的数值模型相比，即使网格分辨率相对较粗，累积量格子玻尔兹曼模型模拟结果与实验数据的一致性也有所提高。在不使用显式湍流模型的情况下，累积量格子玻尔兹曼模型在湍流中的分辨率跨度特征与之前的基准案例研究一致。分析了本模型中保持稳定的正则化过程。结果表明，正则化参数的影响随着网格分辨率的提高而减弱。建议采用特定的正则化参数进行圆柱体周围的流动模拟。分析了在3900到2×105的亚临界雷诺数范围内流动特性和流体动力的变化。结果证实，参数化累积量格子玻尔兹曼模型可以在亚临界范围内精确模拟以复杂分离和再循环为特征的实际工程流动。此外，计算效率和并行可扩展性也与其他数值方法进行了比较。
原文链接：https://doi.org/10.1063/5.0195370
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