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A 3D Lattice Boltzmann Code for Modeling Flow and Multi-Component Dispersion

This report documents the JB_PH lattice Boltzmann code, a program for modeling multi-component flow and dispersion. Accuracy of the code is tested with four benchmark problems: (1) permeability of a simple cubic array of spheres; (2) Taylor-Aris dispersion between infinite plates; (3) dispersion in a duct; and (4) dispersion in a simple cubic array of spheres.
2009-05-22 上传大小:1.36MB
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评论 共5条

u013577321 164页慢慢看,谢谢楼主
2014-01-29
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u013343210 不是很好的资料
2014-01-02
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wariii 非常详尽的资料,对于研究流体流过固体颗粒是曳力研究很有帮助
2012-12-23
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一个比较完善的 lattice boltzmann C代码。

一个 Lattice Boltzmann 的实现。 写的不错。来头不小。 A 3D Lattice Boltzmann Code for Modeling Flow and Multi-Component Dispersion. Sandia 国家实验室

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Axi-Symmetric Diffusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Two-Dimensional Diffusion Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8.1 D2Q4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.8.2 D2Q5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.9 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.9.1 The Value of the Function is Given at the Boundary. 3.9.2 Adiabatic Boundary Conditions, for Instance. . . . . . 3.9.3 Constant Flux Boundary Condition . . . . . . . . . . . . 3.10 Two-Dimensional Heat Diffusion in a Plate . . . . . . . . . . . . 3.10.1 D2Q9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.10.2 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.10.3 Constant Flux Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . 3.11 Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Advection–Diffusion Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Advection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Advection–Diffusion Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.1 Finite Difference Method . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.2 The Lattice Boltzmann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3 Equilibrium Distribution Function . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4 Chapman–Enskog Expansion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.4.1 Two-Dimensional Advection–Diffusion Problems 4.5 Two-Dimensional Lattice Boltzmann Method . . . . . . . . . 4.5.1 D2Q4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5.2 D2Q9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6 Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6.1 Combustion in Porous Layer . . . . . . . . . . . . . . . 4.6.2 Cooling a Heated Plate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.6.3 Coupled Equations with Source Term. . . . . . . . . 5 Isothermal Incompressible Fluid Flow . . . . . . . . . . . . 5.1 Navier–Stokes Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Lattice Boltzmann . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.1 The BGK Approximation . . . . . . . . . . . . 5.3 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.1 Bounce Back . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.2 Boundary Condition with Known Velocity 5.3.3 Equilibrium and Non-Equilibrium Distribution Function . . . . . . . . . . . . . . . 5.3.4 Open Boundary Condition. . . . . . . . . . . . 5.3.5 Periodic Boundary Condition. . . . . . . . . . 5.3.6 Symmetry Condition . . . . . . . . . . . . . . . 5.4 Computer Coding. . . . . . . . . . . . . . . . Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.1 Lid Driven Cavity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.5.2 Developing Flow in a Two-Dimensional Channel 5.5.3 Flow over Obstacles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vorticity and Stream Function Approach . . . . . . . . . . . . Hexagonal Grid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Problems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Non-Isothermal Incompressible Fluid Flow . . . . . . . . . . . . . 6.1 Naiver–Stokes and Energy Equations . . . . . . . . . . . . . . 6.2 Forced Convection, D2Q9–D2Q9. . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3 Heated Lid-Driven Cavity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.4 Forced Convection Through a Heated Channel . . . . . . . 6.5 Conjugate Heat Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.6 Natural Convection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.6.1 Example: Natural Convection in a Differentially Heated Cavity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.7 Flow and Heat Transfer in Porous Media . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Multi-Relaxation Schemes . . . 7.1 Multi-Relaxation Method 7.2 Problem . . . . . . . . . . . . 7.3 Two-Relaxation-Time . . . . 8 Complex Flows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Appendix A: Computer Codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

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