الگوريتمي بر پايه فيلتراسيون فشار براي شبيه سازي يك جريان غيرقابل تراكم سيال غير ايده آل، با استفاده از روش شبكه بولتزمن

An Algorithm Based on Filtering of Pressure for Simulation of Low Mach Number Flow with Non-Ideal Fluid, Using LBM

در اين تحقيق يك مدل شبكه بولتزمن با هدف شبيهسازي جريان جابجايي آزاد بهكمك فيلتراسيون فشار معرفي ميشود. سيال در نزديكي نقطه فوق بحراني بهشدت تراكمپذير و البته در محيط ريزگرانش تحت شرايط ماخ پايين جريان دارد. در اين پژوهش، الگوريتمي بر پايه فيلتراسيون فشار ارايه ميشود كه بهوسيله آن ميتوان از مدل تراكمناپذير شبكه بولتزمن در يك جريان تراكمپذير ماخ پايين استفاده كرد. اولين مثال مورد بررسي به قياس شرط مرزي حاضر با مدل بازگشت در جريان پوازيه ميپردازد. در اين قسمت نشان داده شده كه مرتبه خطاي روش پيشنهادي به مراتب پايينتر از روش بازگشت و از مرتبه دو روي مكان است. در مثال بعد، تاثير شرط مرزي جديد در پايدار نگاه داشتن جريان رايلي-بنارد تا رايليهاي بالا گزارش ميشود. در پايان، از معادلات فيلتر شده فشاري جهت شبيهسازي جريان جابجايي آزاد سيال فوق بحراني درون حفره استفاده ميشود. نتايج توافق خوبي با داده هاي موجود از پژوهشهاي پيشين دارد.

In this research, a lattice Boltzmann model is proposed to simulate free convection flow through pressure filtration. High compressibility effect needs to be considered near the critical point. A Poiseuille flow has been used as the first example to examine the effects of boundary condition model used in this study. It has been shown that the encountered error is of second order, which is considered to be desirable. The effect of the present boundary condition on the stability of solution to a Rayleigh-Benard problem has also been demonstrated. Finally, the filtered pressure equations have been implemented to model flow of a supercritical fluid in a cavity. The results are in good agreement s with available data in the literature.