Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Saboonchi,Mahmud Ashrafizadeh
احمد صابونچی (استاد مشاور) محمود اشرفی زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Seyed Mostafa Shameli
سیدمصطفی شاملی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Investigation of some boundary conditions in Lattice Boltzmann method
The lattice Boltzmann method (LBM) is a particle-based numerical scheme for calculating fluid flow problems. Key advantages of the LBM are due to the fact that the solution for the particle distribution functions is explicit, easy to implement, and natural to parallelize. These advantages make LBM as a powerful tool for simulating a wide variety of fluid dynamical applications. Due to its particulate nature and local dynamics, investigating the flow behavior near the boundaries to construct suitable and accurate boundary conditions is of great importance in LBM. In contrast, as the LBM often uses uniform regular Cartesian grids in space, the method suffers from accuracy reduction in dealing with curved boundaries that cross the lattice edges. Such problems cause the boundary treatment to be of great importance in LBM. There are a lot of boundary treatments proposed by different researchers especially for the velocity at a solid wall to increase the accuracy and efficiency of this method. In this project, different boundary conditions are investigated extensively. The accuracy of these boundary conditions are tested and compared against solving simple flow problems. This project mainly has focused on assessing no-slip boundary conditions for solid walls. An Investigation of curved boundary treatments is also presented here. At the end of this project, a method is presented to evaluate the order of accuracy of boundary conditions in LBM and the accuracy of some no-slip boundary conditions is calculated. The presentation of a new scheme to accurately treat the boundary conditions for curved geometries is an innovation in this work.
روش شبکه بولتزمن روشی با مبنای ذره ای-جنبشی است که برای شبیه سازی جریان سیالات مورد استفاده قرار می گیرد. مهمترین مزیت این روش نسبت به روش های سنتی دینامیک سیالات محاسباتی، صریح بودن معادله اصلی حاکم بر آن، سادگی کاربرد آن برای حل مسائل مختلف و قابلیت ذاتی موازی سازی پردازش مسئله می باشد که آن را به روشی مناسب برای شبیه سازی جریان های متنوع و پیچیده سیال تبدیل می نماید. با توجه به ماهیت مبنا ذره‌ای در روش شبکه بولتزمن ، بررسی رفتار ذرات در مجاورت مرزها جهت تعریف شرایط مرزی مناسب و با دقت بالا همواره در این روش حائز اهمیت بوده است. از طرفی چون این روش عموما با استفاده از شبکه مربعی به تحلیل مسائل سیالات می‌پردازد، در بررسی هندسه‌های منحنی‌شکل و به طورکلی هندسه‌هایی که بر مرزهای شبکه منطبق نیستند از دقت کافی برخوردار نمی‌باشد. مسائلی از این قبیل سبب شده است که شرایط مرزی در روش شبکه بولتزمن از اهمیت زیادی برخوردار باشند. تا کنون شرایط مرزی بسیاری خصوصا برای بررسی رفتار ذرات در مجاورت مرزهای جامد جهت افزایش دقت و کارایی این روش توسط افراد مختلف پیشنهاد شده‌اند. در این پایان نامه به بررسی شرایط مرزی مختلف ارائه شده در روش شبکه بولتزمن پرداخته شده است. این رساله ضمن ارائه معرفی مختصری راجع به روش شبکه بولتزمن، شرایط مرزی مختلف ارائه شده در این روش را معرفی می نماید و به مقایسه کمی‌و کیفی آن‌ها از لحاظ دقت در حل مسائل ساده سیالات می‌پردازد. در این پایان‌نامه، عموما بر روی شرایط مرزی عدم لغزش مربوط به دیواره جامد تاکید شده است. همچنین بررسی شرایط مرزی برای سطوح منحنی‌شکل از دیگر مطالب ارائه شده می‌باشد. در انتهای این رساله روشی جهت بررسی دقت شرایط مرزی در روش شبکه بولتزمن ارائه شده است و مرتبه دقت چندین شرط مرزی عدم لغزش مورد بررسی قرار می‌گیرد. لازم به ذکر است که ارائه روشی برای بررسی مرزهای منحنی در روش شبکه بولتزمن و بررسی مقایسه‌ای آن با دیگر شرایط مرزی موجود در این حالت از جمله نوآوری های این پایان نامه به حساب می آید.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی