随着社会经济的发展以及气候变化,暴雨洪水发生更加频繁和损失更加严重,对防洪减灾提出了更高的要求,需要的资料越来越详细,例如河道洪水水位、街道的洪水淹没过程、局部地方的洪水流速等,传统的水文学方法无法给出这些特征数据,这为水动力学方法提供了发展空间。

按照研究方法的不同,水动力学模型可以分为宏观[......]

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自从格子气方法和格子波尔兹曼方法出现以来,就引起了人们的广泛兴趣,在很多领域得到了应用,并且证明了格子波尔兹曼方法是一种行之有效且效率比较高的数值计算方法。
(1)用于障碍绕流尾流模拟
当流体与平板相遇,就会被平板所阻而改变速度方向。随着雷诺数的不同板后的流动会发生不同的尾流。生活中很容易观察到[......]

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HPP模型将流体存在的空间划分为间距为单位长度的正方形网格,将流体想象成许多只有质量没有体积的微小粒子组成,在同一时刻同一网格节点上,每一个速度方向最多允许存在一个粒子,每个粒子可以向四个方向的其中之一运动,并且遵守下述碰撞规则:当且仅当只有两个粒子沿相反方向到达某节点时(对头碰撞),他们沿另外的两[......]

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一般说来,有两种方法研究流体的行为:一种是从宏观角度出发,假设流体连续分布于整个流场,诸如密度、速度、压力等物理量均是时间和空间的足够光滑的函数;另一种则是从微观角度,从非平衡统计力学的观点出发,假设流体是由大量的微观粒子组成,这些粒子遵守力学定律,同时服从统计定律,运用统计方法来讨论流体的宏观性质[......]

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格子Boltzmann方法是一种与传统数值方法完全不同的方法。传统的数值模拟是从偏微分方程(组)(PDEs)出发,如N-S方程,然后用有限差分、有限体积、有限元或谱方法离散,再用标准的数值方法求解常微分方程组或代数方程组。这是“top-down”方法,而LGA和LBM是“bottom-up”方法,它[......]

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从历史发展上看,格子Boltzmann方法可以看作是LGA方法的继承和发展。首先它基于LGA,它沿用LGA的格子和碰撞规则。但它的对象是粒子连续的分布函数,这些连续的分布函数只在局部作用。LBM发展的下一个阶段是碰撞算子的简化和选取不同的分布函数,可得到无时间尺度的宏观方程的Galilei不变性,允[......]

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