浸入运动边界-格子Boltzmann方法4种固含率计算方法对比研究.pdfVIP免费

第４６卷第１期湘潭大学学报(自然科学版)Vol􀆰４６No􀆰１２０２４年２月JournalofXiangtanUniversity(NaturalScienceEdition)Feb􀆰２０２４DOI:１０􀆰１３７１５/j􀆰issn􀆰２０９６Ｇ６４４X􀆰２０２３０２２５􀆰０００１引用格式:夏明,邓柳泓,黄刚海,等􀆰浸入运动边界Ｇ格子Boltzmann方法４种固含率计算方法对比研究[J]􀆰湘潭大学学报(自然科学版),２０２４,４６(１):２４Ｇ３４Citation:XIAMing,DENGLiuhong,HUANGGanghai,etal􀆰AcomparativestudyoffoursolidratiocalculaＧtionmethodsforimmersedmovingboundaryＧlatticeBoltzmannmethod[J]􀆰JournalofXiangtanUniversity(NatＧuralScienceEdition),２０２４,４６(１):２４Ｇ３４􀆰浸入运动边界Ｇ格子Boltzmann方法４种固含率计算方法对比研究∗夏明１,邓柳泓１,黄刚海２,徐远臻３(１􀆰湘潭大学岩土力学与工程安全湖南省重点实验室,湖南湘潭４１１１０５;２􀆰中南大学土木工程学院,湖南长沙４１００７５;３􀆰西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,成都６１００３１)摘要:为了达到流固耦合,格子Boltzmann方法(LBM)可采用浸入运动边界法(IMB)实现移动颗粒边界上的无滑移条件􀆰该耦合方式(IMBＧLBM)中固含率计算方法对流固耦合计算精度和效率有影响􀆰对常用的固含率４种计算方法,即蒙特卡洛法(MCM)、单元分解法(UDM)、近似多边形法(APM)和闭合边界法(CBM),分别阐述其具体算法,对比了它们的计算精度和计算效率;最后通过圆盘颗粒非连续变形分析方法(DDDA)与IMBＧLBM耦合模型下的一个多颗粒沉降流固耦合算例,对比分析了它们在流固耦合计算过程中的耗时􀆰结果表明:１)CBM无误差,MCM和UDM在随机点数取１０００,子单元数取１００时误差稳定在１％以下,APM在颗粒直径大于格子长度１０倍时,误差小于０􀆰４４％;２)MCM和UDM的计算精度及耗时分别与随机点数和子单元数相关,它们的计算耗时大于APM和CBM;３)计算效率上,APM＞CBM＞UDM＞MCM,其中CBM计算耗时略微大于APM,APM和UDM计算耗时分别比MCM少２个和１个数量级􀆰该结果可为IMBＧLBM耦合模型中固含率计算方法优选提供借鉴􀆰关键词:格子Boltzmann方法;浸入运动边界法;固含率计算;近似多边形法;圆盘颗粒非连续变形分析中图分类号:O３５９文献标志码:A文章编号:２０９６６４４X(２０２４)０１００２４１１AcomparativestudyoffoursolidratiocalculationmethodsforimmersedmovingboundaryＧlatticeBoltzmannmethodXIAMing１,DENGLiuhong１,HUANGGanghai２,...