عنوان المقالة:التحقيق العددي في تدفق التجويف المدفوع بالقص بواسطة طريقة Boltzmann ذات الشكل الشبكي المقيد المقيد Numerical investigation on shear driven cavity flow by the constrained interpolated profile lattice Boltzmann method
في هذا البحث ، اقترحنا مزيجًا من مخطط بولتزمان الشبكي ومخططات الفروق المحدودة لمحاكاة مشكلة تدفق السوائل غير القابلة للضغط. يطبق نموذجنا طريقة ملف التعريف المقيد المقيد لحل مصطلح التأفق في معادلة بولتزمان الشبكية الحاكمة. بالمقارنة مع مخطط Boltzmann الشبكي التقليدي ، فإن المخطط الحالي أكثر دقة. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب النموذج المقترح حجم شبكة أقل للحسابات في ظروف مختلفة مقارنة بنماذج Boltzmann الشبكية الأخرى. محاكاة تدفق التجويف الذي يحركه الغطاء والذي تم تنفيذ عدد رينولدز فيه حتى 1000 من أجل التحقق من صحة النهج المقترح. تظهر النتائج العددية اتفاقًا ممتازًا مع تلك التي تم الحصول عليها من خلال مناهج ديناميكيات الموائع الحسابية التقليدية. نقوم بعد ذلك بتوسيع حسابنا على سلوك الدوامة داخل تدفق تجويف ضحل مدفوع بغطاء بنسب أبعاد مختلفة. وجدنا أن تشكيل وقوة وحجم الدوامات الأولية والثانوية تتأثر بشكل كبير بقيمة نسبة العرض إلى الارتفاع وأرقام رينولدز. تم الحصول على مقارنات جيدة عند مقارنة النتائج مع تلك المنشورة في الأدبيات. يشير هذا إلى أن النهج المقترح هو مخطط حسابي بديل موثوق في التنبؤ بأنواع مختلفة من مشاكل تدفق السوائل.
Abstract
In this paper, we proposed a combination of lattice Boltzmann and finite difference schemes to simulate an incompressible fluid flow problem. Our model applies the constrained interpolated profile method to solve the advection term in the governing lattice Boltzmann equation. Compared with the conventional lattice Boltzmann scheme, the current scheme is more accurate. In addition, the proposed model requires less mesh size for the computational at various conditions compared to other lattice Boltzmann models. Simulation of lid-driven cavity flow whose Reynolds number up to 1000 were carried out in order to validate the proposed approach. Numerical results show excellent agreement with those obtained by the conventional computational fluid dynamics approaches. We then extend our computation on the behavior of vortex inside a shallow lid-driven cavity flow at various aspect ratios. We found that the formation, strength and size of primary and secondary vortices are significantly affected by the value of aspect ratio and Reynolds numbers. Good comparisons were obtained when the results are compared with those published in the literature. This indicates that the proposed approach is a reliable alternative computational scheme in predicting various types of fluid flow problem.
الدكتور محمد حسين احمد المولى | Dr. Mohammed Hussin Ahmed Al-Mola | 6546