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基于GPGPU的Lattice-Boltzmann数值模拟算法 被引量:11
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作者 周季夫 钟诚文 +2 位作者 尹世群 解建飞 张勇 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期912-918,共7页
对Lattice Boltzmann方法(LBM)在GPGPU下的建模和算法进行了一系列研究,使得该方法在GPU下的计算加速比提升,大大缩短计算过程的时间消耗.重新设计了GPU的计算流程,在舍弃pixel buffer离屏渲染的同时,采用最新的帧缓存对象,多重纹理、... 对Lattice Boltzmann方法(LBM)在GPGPU下的建模和算法进行了一系列研究,使得该方法在GPU下的计算加速比提升,大大缩短计算过程的时间消耗.重新设计了GPU的计算流程,在舍弃pixel buffer离屏渲染的同时,采用最新的帧缓存对象,多重纹理、多通道渲染和乒乓技术来设计一套基于方腔的LBM数值模拟程序,最终使GPU的计算时间缩短到CPU计算时间的六分之一. 展开更多
关键词 基于图形处理器的通用计算 帧缓存扩展 多重渲染目标 lattice-boltzmann方法 反弹边界 乒乓技术
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火焰模拟方法的研究综述 被引量:11
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作者 王继州 顾耀林 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2007年第11期1961-1970,共10页
火焰等无规则物体的模拟近年来成为计算机动画领域中的一个研究热点,回顾了该领域中火焰模拟的各种模型的发展情况,总结了该研究方向所采用的各类方法,并结合各种模型的特点分门别类地详细展开。其方法总体上可以分为粒子系统方法、数... 火焰等无规则物体的模拟近年来成为计算机动画领域中的一个研究热点,回顾了该领域中火焰模拟的各种模型的发展情况,总结了该研究方向所采用的各类方法,并结合各种模型的特点分门别类地详细展开。其方法总体上可以分为粒子系统方法、数学物理方法和纹理技术方法,讨论了各自方法的优缺点、适用范围和效果特征;展望了未来发展的3个重点:火焰细节、控制机制和模拟速度;并对这个方向的研究前景进行了必要的探讨。 展开更多
关键词 火焰模拟 计算机动画 粒子系统 数学物理方法 lattice-boltzmann方法 纹理技术
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基于Lattice-Boltzmann方法的纳米流体流动与传热分析 被引量:6
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作者 宣益民 余凯 +1 位作者 吴轩 李强 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期1022-1024,共3页
纳米流体是由流体与纳米粒子组成的悬浮体。由于悬浮的纳米粒子会受到各种内力或外力的影响,这使得其运动规律和换热规律及其复杂。本文运用Lattice-Boltzmann(LB)方法建立纳米流体的传热模型,并对纳米流体和水的流动换热参数进行比较... 纳米流体是由流体与纳米粒子组成的悬浮体。由于悬浮的纳米粒子会受到各种内力或外力的影响,这使得其运动规律和换热规律及其复杂。本文运用Lattice-Boltzmann(LB)方法建立纳米流体的传热模型,并对纳米流体和水的流动换热参数进行比较分析。 展开更多
关键词 纳米流体 lattice-boltzmann 布朗力 高斯白噪声
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封闭方腔自然对流的格子-Boltzmann方法动态模拟 被引量:8
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作者 童长青 何雅玲 +1 位作者 王勇 刘迎文 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期32-36,共5页
以压力分布函数和内能密度分布函数为基本演化变量,构建了一个新的不可压缩的双分布函数热格子-Boltzmann模型.对封闭方腔内自然对流进行数值分析的结果表明,该模型可以克服原模型的可压缩效应,并在一定程度上提高了计算结果的数值精度... 以压力分布函数和内能密度分布函数为基本演化变量,构建了一个新的不可压缩的双分布函数热格子-Boltzmann模型.对封闭方腔内自然对流进行数值分析的结果表明,该模型可以克服原模型的可压缩效应,并在一定程度上提高了计算结果的数值精度.以此模型动态模拟封闭方腔自然对流的形成和演化过程的结果表明:Ra越大,流场的演化越复杂,稳定状态下方腔内涡的数量越多,高低温壁面附近的换热越强烈,压强逐渐呈现出中心低,上、下壁面附近高的对称分布. 展开更多
关键词 格子-boltzmann 自然对流 动态模拟
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电子束选区熔化增材制造熔池演化多尺度模拟 被引量:3
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作者 张文斌 陈玮 +2 位作者 陈道梁 王军 孙东科 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1413-1424,共12页
电子束选区熔化增材制造是金属增材制造领域的重要发展方向。为了理解和控制电子束扫描过程中熔池流场与温度场演化规律,并进一步探明和预测凝固成形件的微观组织形成过程,提高零件的冶金质量和力学性能,本文采用基于格子玻尔兹曼方法... 电子束选区熔化增材制造是金属增材制造领域的重要发展方向。为了理解和控制电子束扫描过程中熔池流场与温度场演化规律,并进一步探明和预测凝固成形件的微观组织形成过程,提高零件的冶金质量和力学性能,本文采用基于格子玻尔兹曼方法及有限体积法混合格式的三维传热传质模型,对熔池的形貌尺寸、温度场、流场及相场演化进行模拟。结果表明,当电子束扫描速度从800 mm/s增加到1600 mm/s时,冷却速度从0.19 K/μs增加到0.45 K/μs,温度梯度从0.99 K/μm增加到3.72 K/μm。进一步采用基于格子玻尔兹曼方法的微观枝晶生长模型探究微观组织形成机制,研究发现,固液界面处出现沿温度梯度方向生长的柱状晶,且电子束扫描速度越大,柱状晶生长越快,熔体流动可在一定程度上促进柱状晶的生长。 展开更多
关键词 增材制造 格子玻尔兹曼方法 宏观熔池 温度梯度 冷却速率 枝晶生长
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格子—BOLTZMANN方法非均分网格的实施 被引量:4
6
作者 李明秀 陶文铨 +1 位作者 何雅玲 王秋旺 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期73-75,共3页
本文提出了格子-Boltzmann方法的一种新的插值算法,使得网格划分与微观粒子运动方向相分离;用该方法 模拟了后台阶通道内的突扩流动和二维极坐标下的空腔流。所得结果与传统方法吻合良好,证明了该方法的可行性。
关键词 格子-boltzmann方法 非均匀网格 极坐标 插值算法 空腔流
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微孔间距和孔径对PEMFC气体扩散层表面液滴流动传输特性的影响
7
作者 余宾宴 马建 +2 位作者 陈轶嵩 耿莉敏 王茜 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1025-1033,共9页
质子交换膜燃料电池(PEMFC)被认为是最具潜力的新能源汽车动力装置之一,其性能受到气体扩散层(GDL)表面液滴的形成及动态传输特性的影响。本文以格子Boltzmann方法(LBM)的伪势模型为基础,对液滴从GDL表面浮现、生长和脱落等动态过程进... 质子交换膜燃料电池(PEMFC)被认为是最具潜力的新能源汽车动力装置之一,其性能受到气体扩散层(GDL)表面液滴的形成及动态传输特性的影响。本文以格子Boltzmann方法(LBM)的伪势模型为基础,对液滴从GDL表面浮现、生长和脱落等动态过程进行了仿真模拟,详细分析了微孔间距和孔径对气体扩散层表面液滴动态特性以及流道内压降的影响。研究结果表明在双进水孔的情况下,两个微孔小于某一个微孔间距时,两个液滴会发生融合,融合后的液滴会增大气流通道内的压降,缩短液滴排出的时间,当两个微孔孔距足够大时,两个液滴之间几乎没有相互影响,液滴排除时间相等,且流道内压降随着微孔间距的增加而降低。不同孔径的液滴在GDL表面的运动主要受气体作用剪切力的影响,与下游孔径大于上游孔径液滴的运动周期相比,上游孔径比下游孔径大时,液滴的运动周期更短。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 气体扩散层 格子boltzmann方法 伪势模型
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LATTICE-BOLTZMANN方法及其在顶盖驱动流数值模拟中的应用 被引量:4
8
作者 李明秀 陶文铨 王秋旺 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期223-225,共3页
Lattice-Boltzmann方法(以下简称LB方法),作为一种新的数值计算方法,在近十年得到迅速发展。本文对LB方法的基本思想及实施方法进行了概括介绍,并将该方法运用到顶盖驱动流的计算中,所得结果与基准解吻合良好。
关键词 lattice-boltzmann方法 数值模拟 顶盖驱动流 流动换热
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基于LBM的翼伞伞型曲面化气动特性研究
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作者 王乙 杨春信 《科技创新与应用》 2024年第6期1-6,共6页
翼伞是应用于空降空投领域的一类重要气动减速装置,该文总体目标为采用格子玻尔兹曼方法研究不同翼伞曲面化伞型的气动仿真特性。在进行与试验数据的验证后,仿真分析不同伞型的气动曲线,得到其变化趋势和系数值差异。进行详细的流动特... 翼伞是应用于空降空投领域的一类重要气动减速装置,该文总体目标为采用格子玻尔兹曼方法研究不同翼伞曲面化伞型的气动仿真特性。在进行与试验数据的验证后,仿真分析不同伞型的气动曲线,得到其变化趋势和系数值差异。进行详细的流动特性分析对不同伞型的气动特性差异原因,还分析气室、小孔2种气流结构对气动特性的影响。采用传统有限元方法进行补充解释分析。结果充分证明格子玻尔兹曼方法进行翼伞气动仿真的可靠性。加入曲面化的伞型其升阻特性有明显提高,同时反映出气动特性的鲁棒性。气室结构对升阻特性提高有较大影响,而小孔结构影响程度较小。上述结论对翼伞试验和仿真研究具有重要的借鉴和指导意义。 展开更多
关键词 翼伞 计算流体力学 格子玻尔兹曼方法 气动特性 仿真研究
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不同气候条件下相变屋顶传热性能数值分析 被引量:5
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作者 倪金鹏 罗祝清 +1 位作者 屈治国 徐洪涛 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期104-112,共9页
相变墙体可以有效降低建筑能耗并提高热舒适性。相变屋顶多孔砖内部填充相变温度为25~33℃的石蜡,引入考虑辐射与空气温度的等效温度,本文利用高性能计算显卡(GPU)加速基于焓法的多松弛时间格子玻尔兹曼算法(MRT-LBM),分析了2020年8月... 相变墙体可以有效降低建筑能耗并提高热舒适性。相变屋顶多孔砖内部填充相变温度为25~33℃的石蜡,引入考虑辐射与空气温度的等效温度,本文利用高性能计算显卡(GPU)加速基于焓法的多松弛时间格子玻尔兹曼算法(MRT-LBM),分析了2020年8月典型天气下中国7个城市应用不同相变温度的石蜡对屋顶热响应特性的影响。采用相变温度为27℃的石蜡进行研究,结果表明,上海地区相变屋顶中的石蜡没有发生相变,空调运行期间由屋顶进入室内单位面积的热量高达324.3kJ/m^(2);成都地区相变屋顶中的石蜡液化率变化最大为30%,内表面温度在25.6~27.3℃波动,温差仅为1.7℃,由屋顶进入室内单位面积的热量仅为50.9kJ/m^(2);武汉和北京地区的液相率变化很接近,其相变时间达到全天的50%,对应的由屋顶进入室内单位面积的热量为上海地区的0.37倍;昆明与哈尔滨地区屋顶内表面温度波动分别达到4.5℃与4.4℃,但对应的温度均在28℃以内;广州地区相变屋顶中的石蜡几乎没有发生相变,室内温度波动幅度为成都的2.6倍。北京、成都、武汉和昆明地区适合采用相变温度为27℃的石蜡,而广州、上海和哈尔滨地区适合采用相变温度为29℃、31℃和25℃的石蜡。本文工作可为相变建筑优化设计提供参考。 展开更多
关键词 相变材料 格子-玻尔兹曼方法 瞬态响应 传热 数值模拟
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基于Lattice-Boltzmann方法的纳米颗粒多孔介质导热特性 被引量:5
11
作者 阚安康 康利云 +1 位作者 曹丹 王冲 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期4412-4417,共6页
为研究气凝胶纳米颗粒的导热特性,提出了一种基于随机统计原理的构造气凝胶多孔介质介观尺度三维物理模型的方法。模型中颗粒空间分布、粒径分布及孔隙率可以根据实际气凝胶微尺度结构数据调整。基于所构造的物理模型,采用D3Q15LBM进行... 为研究气凝胶纳米颗粒的导热特性,提出了一种基于随机统计原理的构造气凝胶多孔介质介观尺度三维物理模型的方法。模型中颗粒空间分布、粒径分布及孔隙率可以根据实际气凝胶微尺度结构数据调整。基于所构造的物理模型,采用D3Q15LBM进行了数值模拟。分析了颗粒尺寸、孔隙率等因素对气凝胶导热性能的影响规律,即在既定孔隙率下,热导率随粒径增大而减小;既定粒径下,随孔隙率的递增热导率先下降后上升;颗粒尺寸不均匀性对热导率的影响甚大。模拟与实验结果相吻合。研究工作对优化气凝胶导热性能,提高其有效热导率的预测精度具有参考价值。 展开更多
关键词 气凝胶 热导率 格子boltzmann方法 介观尺度 物理模型
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基于Lattice-Boltzmann方法的多孔介质真空绝热特性 被引量:4
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作者 阚安康 吴亦农 +2 位作者 徐志峰 张安阔 王为 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期17-23,共7页
作为真空绝热板的芯材,多孔介质微尺度空间形貌结构及物性参数对其绝热性能影响较大。为研究多孔介质真空下的导热性能,选择颗粒状、纤维状和泡沫状3种典型多孔介质材料,并基于Lattice-Boltzmann(LBM)提出了一种随机构造多孔介质物理模... 作为真空绝热板的芯材,多孔介质微尺度空间形貌结构及物性参数对其绝热性能影响较大。为研究多孔介质真空下的导热性能,选择颗粒状、纤维状和泡沫状3种典型多孔介质材料,并基于Lattice-Boltzmann(LBM)提出了一种随机构造多孔介质物理模型的方法。模型中重要参数结合多孔介质电镜扫描图像处理获取。采用D3Q15LBM模型进行数值模拟,并分析了真空度及颗粒/纤维/泡孔等效直径对导热系数的影响规律。模拟与实验的对比结果揭示了多孔介质真空下的导热系数随真空度及多孔介质物性参数的变化规律。 展开更多
关键词 真空绝热板 多孔介质材料 lattice-boltzmann方法 导热系数 真空度
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充满金属泡沫的方腔自然对流数值模拟 被引量:4
13
作者 代琳娜 赵长颖 +2 位作者 唐桂华 徐治国 屈治国 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1722-1724,共3页
本文使用格子-Boltzmann方法模拟了充满金属泡沫的封闭方腔自然对流.通过构建适用于上下边界绝热,左右边界恒定温度的封闭方腔自然对流的双分布函数热模型,模拟了充满不同孔隙率和不同孔密度的金属泡沫,在不同Ra数下的封闭方腔自然对流... 本文使用格子-Boltzmann方法模拟了充满金属泡沫的封闭方腔自然对流.通过构建适用于上下边界绝热,左右边界恒定温度的封闭方腔自然对流的双分布函数热模型,模拟了充满不同孔隙率和不同孔密度的金属泡沫,在不同Ra数下的封闭方腔自然对流,结果表明金属泡沫具有强化传热的作用,并随着Ra数和孔密度的增大,换热增强. 展开更多
关键词 格子 boltzmann方法 金属泡沫 自然对流
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Unified stability condition for particulate and aggregative fluidization—Exploring energy dissipation with direct numerical simulation 被引量:3
14
作者 Min Wei Limin Wang Jinghai Li 《Particuology》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第2期232-241,共10页
Fully resolved simulations of particulate and aggregative fluidization systems are performed suc-cessfully with the so-called combined lattice Boltzmann method and time-driven hard-sphere model (LBM-TDHS). In this m... Fully resolved simulations of particulate and aggregative fluidization systems are performed suc-cessfully with the so-called combined lattice Boltzmann method and time-driven hard-sphere model (LBM-TDHS). In this method, the discrete particle phase is described by time-driven hard-sphere model, and the governing equations of the continuous fluid phase are solved with lattice Boltz-mann method. Particle-fluid coupling is implemented by immersed moving boundary method. Time averaged flow structure of the simulated results show the formation of core-annulus structure and sigmoid distribution of voidage in the axial direction, which are typical phenomena in fluidization systems. Combining the results of the simulation, the energy consumption Nst for suspending and transporting solids is calculated from the direct numerical simulation (DNS) of fluidization, and the stability criterion Nst/NT = rain proposed in EMMS/bubbling model is verified numerically. Further-more the numerical results show that the value of Nst/NT in particulate fiuidization is much higher than that in aggregative fluidization, but Nst/NT = rain is effective for both particulate and aggregative fluidization. 展开更多
关键词 Direct numerical simulation FLUIDIZATION Stability condition lattice-boltzmann method Time-driven hard-sphere model
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Phase-Field Lattice-Boltzmann Study for α-Mg Dendrite Growth of Mg-5wt%Zn Alloy with Forced Convection
15
作者 Wei-Peng Chen Hua Hou +2 位作者 Yun-Tao Zhang Wei Liu Yu-Hong Zhao 《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第11期1791-1804,共14页
Melt flow can significantly change the transport of heat and solute,dendrite growth.In this work,a phase-field lattice-Boltzmann model was developed to studyα-Mg dendrite growth of Mg-5wt%Zn alloy with forced convect... Melt flow can significantly change the transport of heat and solute,dendrite growth.In this work,a phase-field lattice-Boltzmann model was developed to studyα-Mg dendrite growth of Mg-5wt%Zn alloy with forced convection.Results show that the existence of forced convection and overlap of thermal and solute fields makes thermal and solute fields distribution nonuniform.Thus,the symmetry of dendrite morphology is destroyed.The solid temperature and concentration of the downstream dendrite tip front with forced convection are higher than that without forced convection,while the concentration of the upstream dendrite tip front is lower.The solute transport through melt flow will be hindered by developed sidebranching.With flow velocity increase,the upstream temperature gradient and thickness of the downstream solute enrichment layer increase gradually,while the downstream temperature gradient and thickness of the upstream solute enrichment layer decrease gradually.Meanwhile,the upstream dendrite tip velocity will increase gradually,while the downstream dendrite tip velocity will decrease at first and then unchanged.This study is helpful to establish the relationship betweenα-Mg dendrite growth and melt flow,which is beneficial to understand the role of melt flow on dendrite morphologies. 展开更多
关键词 Dendrite growth Mg-Zn alloy Forced convection Phase-field method lattice-boltzmann method
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Lattice-Boltzmann方法在求解钝体绕流非定常尾迹中的应用 被引量:3
16
作者 张惠 徐忠 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期76-78,共3页
应用Lattice- Boltzmann方法计算了水平通道内方柱绕流,分析了不同时刻方柱后尾迹的旋涡结构和发展过程,得到了合理的结果;并进一步对Re=100时的圆柱绕流进行了计算,计算得到的升力系数、脱落频率、圆柱表面的压力系数的分布与他人的计... 应用Lattice- Boltzmann方法计算了水平通道内方柱绕流,分析了不同时刻方柱后尾迹的旋涡结构和发展过程,得到了合理的结果;并进一步对Re=100时的圆柱绕流进行了计算,计算得到的升力系数、脱落频率、圆柱表面的压力系数的分布与他人的计算比较吻合。 展开更多
关键词 非定常流动 lattice-boltzmann方法 数值分析
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基于格子玻尔兹曼方法的低We数液滴铺展凝固模拟研究
17
作者 李湛 全晓军 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期32-39,共8页
为了研究3D喷墨打印中液滴在壁面的铺展、凝固现象与机理,基于格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann method,LBM),建立了三维多组分相变模型,模拟计算了单液滴在低We数条件下与低温基板碰撞后的演变过程。在模拟过程中考虑了壁温、壁面... 为了研究3D喷墨打印中液滴在壁面的铺展、凝固现象与机理,基于格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann method,LBM),建立了三维多组分相变模型,模拟计算了单液滴在低We数条件下与低温基板碰撞后的演变过程。在模拟过程中考虑了壁温、壁面润湿性等因素对于液滴的铺展、凝固的影响。模拟结果表明,在非润湿性壁面,液滴铺展产生震荡阻尼现象,通过改变壁温控制液滴凝固速度可以达到阻碍或者促进液滴铺展;而在润湿性壁面,凝固会阻碍液滴铺展,液滴最终铺展因子随接触角减小而降低,并且与壁温成正比关系。此外,壁温在低于一定范围后才会对液滴形貌(铺展因子、接触角)造成明显影响。 展开更多
关键词 数值模拟 液滴碰撞 液滴铺展 凝固 格子玻尔兹曼方法
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基于格子波尔兹曼方法的某乘用车空调系统气动噪声的直接模拟与优化 被引量:4
18
作者 张佳 吴海波 +3 位作者 陈蒨 方志云 王毅刚 余柳平 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期1103-1109,共7页
针对某乘用车空调系统气动噪声偏大的问题,采用格子波尔兹曼方法直接模拟噪声,同时求解流场和声场,并与试验相结合,开展噪声与结构优化。结果表明,该方法能较为准确地计算空调系统的流场和噪声,仿真与试验声压级曲线较为相似,总声压级... 针对某乘用车空调系统气动噪声偏大的问题,采用格子波尔兹曼方法直接模拟噪声,同时求解流场和声场,并与试验相结合,开展噪声与结构优化。结果表明,该方法能较为准确地计算空调系统的流场和噪声,仿真与试验声压级曲线较为相似,总声压级仅相差0.8 dB(A)。经优化,在耳点位置噪声最大降低了约2 dB(A)。研究同时发现四极子噪声在某些频域内有较大的贡献。利用格子波尔兹曼方法模拟流场和声场是计算空调管道系统气动噪声准确有效的方法。 展开更多
关键词 汽车空调系统 气动噪声 格子波尔兹曼方法 直接模拟
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基于Lattice-Boltzmann方法的水泥基材料溶液传输过程模拟 被引量:4
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作者 李东遥 单钰涵 +2 位作者 韩宇栋 丁小平 侯东伟 《建筑材料学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期716-725,共10页
为了研究水泥基材料溶液传输过程中水分与离子的耦合作用,首先采用自生长模型,考虑水灰比、水化度对孔隙率的影响,建立了水泥基多孔介质的细观结构模型.然后,采用格子玻尔兹曼方法,分别模拟了水分传输、离子扩散和溶液传输,再现了气液... 为了研究水泥基材料溶液传输过程中水分与离子的耦合作用,首先采用自生长模型,考虑水灰比、水化度对孔隙率的影响,建立了水泥基多孔介质的细观结构模型.然后,采用格子玻尔兹曼方法,分别模拟了水分传输、离子扩散和溶液传输,再现了气液两相的转化与传输现象.结果表明:孔隙率越大,传输速率越快;饱和多孔介质中,离子在水中沿孔隙扩散;由于对流作用的存在,干燥多孔介质中溶液主导的离子传输速率快于饱和多孔介质中的速率.该工作揭示了水泥基材料中溶液传输过程的细观机理,为深入理解混凝土耐久性的真实发生过程奠定了基础. 展开更多
关键词 水泥微观模型 离子扩散 水分传输 格子玻尔兹曼方法
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Simulation and Experimental Study on Thermal Conductivity of Nano-Granule Porous Material Based on Lattice-Boltzmann Method 被引量:4
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作者 KAN Ankang MAO Shang +1 位作者 WANG Ning SHI Bingling 《Journal of Thermal Science》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第1期248-256,共9页
Nano-porous materials have excellent thermal insulation performance,whose microstructure and physical properties,however,have great influence on the thermal conductivity.To accurately describe the stochastic phase dis... Nano-porous materials have excellent thermal insulation performance,whose microstructure and physical properties,however,have great influence on the thermal conductivity.To accurately describe the stochastic phase distribution,a random internal morphology and structure generation-growth method,called the quartet structure generation set(QSGS),has been proposed in the present paper.The model was then imported into lattice Boltzmann algorithm as a fully resolved geometry and used to investigate the effects on heat transfer at the nanoscale.Furthermore,a three-dimensional Lattice Boltzmann method(LBM)D3Q15 was adopted to predict the nano-granule porous material effective thermal conductivity.This ideal method provided a significant advantage over similar porous media methods by directly controlling and adjusting of granule characteristics such as granule size,porosity and pore size distributions and studying their influence directly on thermal conductivity.To verify the accuracy of the proposed model,some experiments based on guarded hot plate meter(GHPM)were conducted.The results indicated that the simulation results agreed well with the experimental data and references values,which illustrated that this method was reliable to generate the microstructure of nano-granule.What’s more,the effects of pressure,core distribution probability,cd and density were investigated.There existed an optimal density(about 120 kg·m^(-3))making the effective thermal conductivity being minimum and an optimal core distribution probability about cd=0.1 making the uniformity being the best.In addition,the present approach is applicable in dealing with other porous materials as well. 展开更多
关键词 effective thermal conductivity mesoscopic scale lattice-boltzmann method AEROGEL physics model
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