Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmud Ashrafizadeh,Ebrahim Shirani
محمود اشرفی زاده (استاد راهنما) ابراهیم شیرانی چهارسوقی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ehsan Rismaniyazdi
احسان ریسمانی یزدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384
The lattice Boltzmann equation (LBE) is an alternative kinetic method capable of solving hydrodynamics for various systems. Major advantages of this method are due to the fact that the solution for the particle distribution functions is explicit, easy to implement, and natural to parallelize. Such characteristics make this method a suitable scheme to simulate different complex flows. Investigation of moving boundaries in fluid flows is an important issue in the field of computational fluid dynamics. Regarding the characteristics of the LBE method, it can be a suitable means for the simulation of fluid flows containing moving boundaries. In the present thesis, we first evaluate different boundary conditions used in the LBE method. Bounce-Back boundary condition on lattice links is used in order to enforce no-slip boundary condition on the solid walls. Force evaluation is an important issue in the simulation of moving boundaries in fluid flows. The present work investigates two approaches for the force evaluation in the lattice Boltzmann equation, namely the momentum-exchange method and the stress-integration method on the surface of a body. In our investigation of several basic cases such as two-dimensional pressure driven channel flow and two-dimensional uniform flow past a column of cylinders, the advantages of the momentum exchange method such as its accuracy and ease of implication are studied. Finally, the “bounce back on links” scheme and “momentum exchange method” are used to simulate the motion of a 2-D cylinder in a channel flow with fixed walls and in a channel with impulsively moving walls. The motion of the cylinder is studied in two different frames of reference, i.e. a moving frame of reference which is located on the moving cylinder and a fixed frame of reference located on the channel walls. Comparing the forces on the cylinder in each frame of reference, the accuracy of the momentum exchange method as well as Galilean invariance of the lattice Boltzmann method is verified.
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 اعمال شرایط مرزی گوناگون 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. یکی از مسائل مهمی که در دینامیک سیالات محاسباتی مورد توجه قرار می گیرد، تحلیل حرکت اجسام جامد درون میدان سیال می باشد. با توجه به خصوصیات روش شبکه بولتزمن، این روش ابزار مناسبی برای تحلیل جریان های سیال با مرز متحرک می باشد. در این پایان نامه ابتدا شرایط مرزی مختلف و چگونگی اعمال آنها مورد بررسی قرار می گیرد. برای اعمال شرط عدم لغزش روی دیواره های جامد از شرط مرزی کمانه کردن روی خطوط شبکه استفاده می شود. یکی از مسائل مهم در بررسی حرکت اجسام درون سیال، محاسبه نیروهای هیدرودینامیکی وارد بر آن ها است. در این تحقیق، دو روش اصلی محاسبه نیروهای هیدرودینامیکی وارد بر اجسام درون سیال یعنی روش انتگرال تنش روی سطح جسم و روش جدید تبادل ممنتوم بررسی می گردند. در تحلیل جریان های پایه مانند جریان ناشی از اختلاف فشار درون کانال و جریان عبوری از روی یک دسته استوانه، مزیت های روش تبادل ممنتوم مانند دقت بالاتر، هماهنگی با ساختار ذره ای روش شبکه بولتزمن و از همه مهمتر سرعت و سهولت استفاده از آن به بررسی می شود. در پایان با استفاده از شرط مرزی کمانه کردن بر روی خطوط شبکه برای اعمال شرط مرزی مرز متحرک روی دیواره جسم و با استفاده از روش محاسبه نیروی تبادل ممنتوم، حرکت یک استوانه متحرک درون کانال هایی با دیواره های ثابت و متحرک ( جریان کوئت) و در دو چارچوب مرجع مختلف متصل به استوانه و متصل به دیواره کانال بررسی می شود و نیروهای وارد بر استوانه در هر دو حالت با هم مقایسه شده وگالیله ای نامتغیر بودن روش شبکه بولتزمن بررسی می گردد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی