韩梦涛. 时间步长对格子玻尔兹曼法模拟室内气流精度的影响.
发布时间：2022-06-20
点击次数：
- 论文类型：
- 期刊论文
- 论文编号：
- 21486
- 发表刊物：
- 同济大学学报（自然科学版）
- 收录刊物：
- EI
- 刊物所在地：
- 上海
- 学科门类：
- 工学
- 一级学科：
- 建筑学
- 文献类型：
- J
- 卷号：
- 50
- 期号：
- 6
- 页面范围：
- 793-801
- ISSN号：
- 0253-374X
- 关键字：
- 风环境；格子玻尔兹曼法；时间步长；压缩性误差；超松弛碰撞；大涡模拟
- CN号：
- 31-1267/N
- DOI码：
- 10.11908/j.issn.0253-374x.21486
- 发表时间：
- 2022-06-01
- 摘要：
- 基于格子玻尔兹曼法的大涡模拟（LBM-LES）是湍流模拟的新方法，但不恰当的时间步长δt 可能会影响其计算精度。首先理论总结了δt 可能对LBM-LES 湍流模拟造成的影响，阐明过大的δt 会导致速度场产生压缩性误差，而过小的δt 会导致超松弛碰撞产生速度场的数值振荡。其次，通过对等温室内气流案例进行LBM-LES 模拟，定量讨论了δt引起的压缩性误差和数值振荡问题。结果表明，δt 较大时流场密度变化剧烈，且格子玻尔兹曼单位的马赫数（M）超过0.3的区域中速度场产生了明显的压缩性误差。同时，过小的δt导致平均及脉动风速均产生了数值振荡，这在网格分辨率较高时尤为明显。建议模拟时在确保δt 足够小以满足最大风速区域的M<0.3 的基础上，尽量增大δt 以防止产生数值振荡。