Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Reza Pishevar,Mahmud Ashrafizadeh
احمدرضا پیشه وراصفهانی (استاد مشاور) محمود اشرفی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Alireza Ghavaminia
علی رضا قوامی نیا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Comparative study of stability of several lattice Boltzmann methods for fluid flow simulation at different Reynolds numbers
Lattice Boltzmann method is one of the most recent approaches among the computational fluid dynamics methods. By the advent of the lattice Boltzmann method, some problems have emerged implicitly, among which, the stability of the method in the simulation of fluid flows with different Raynolds numbers is one of the important ones. In this study, by means of the lid-driven cavity flow, the stability of several Lattice Boltzmann Methods, i.e. Bhatnagar Gross and Krook (BGK), Multi Relaxation Time (MRT), Cascaded Central Moments Space (CCMS), Non-Orthogonal Central Moments Space (NOCMS) and Constant Speed Kinetic Method (CSKM), have been compared. The results show that the BGK method has more limited stability compared with the other methods. On the other hand, in general, the CSMS, CSKM and the NOCMS are more stable than the MRT model. The results also show that choosing the right set of relaxation time factors can enhance the stability and change the stability limits, significantly. In addition, the computational costs of the aforementioned methods are compared. Results show that as a rule of thumb, choosing a more stable method is a better strategy over decreasing the lattice spacings. Keywords Lattice Boltzmann Method, Numerical Stability Comparison, Collision Models, Numerical Study
رو ش شبکه ی بولتزمن یکی از جدیدترین روش های دینامیکسیالات محاسباتی است که در دهه های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این روش نیز مانند دیگر روش ها با ظهور خود مسائلی را به طور ضمنی مطرح کرده است. یکی از عمده ترین این مسائل چالش پایداری روش شبکه ی بولتزمن در شبیه سازی جریان های سیال با اعداد رینولدز مختلف است. در این پژوهش، سعی بر آن بوده ،Bhatnagar, Gross and Krook (BGK) استکه به شیوه ای نظام مند چند روشمختلفشبکه ی بولتزمن از جمله روش های Non-Orthogonal ،Cascaded CentralMoments Space (CCMS) ،Multi Relaxation Time (MRT) با یکدیگر مقایسه Constant Speed Kinetic Method (CSKM) و Central Moments Space (NOCMS) شوند. در این راه از هندسه ی حفره با در متحرکاستفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که مدل های با قابلیت تنظیم جداگانه ی CCMS از خود نشان می دهند. همچنین مدل های BGK زمان های آرامش، عملکرد بهتری از منظر پایداری و دقتعددی نسبتبه مدل دارند. همچنین در این پژوهشبا مطالعه ی چند دسته ضرایبآرامش MRT پایداری به مراتببهتری از مدل NOCMS و CSKM، مختلفنشان داده شده است که انتخاب درست این ضرایب می تواند باعث افزایشچند برابری پایداری شود. و در انتها با محاسبه هزینه ی محاسباتی مدل های مختلفپیشنهاداتی برای انتخاب روشمناسببرای حل ارائه گردیده است. کلمات کلیدی روششبکه ی بولتزمن، مقایسه پایداری عددی، مدل های برخورد، مطالعه عددی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی