时间步长对格子玻尔兹曼法模拟室内气流精度的影响

摘要：

基于格子玻尔兹曼法的大涡模拟(LBM-LES)是湍流模拟的新方法,但不恰当的时间步长δt可能会影响其计算精度.首先理论总结了δt可能对LBM-LES湍流模拟造成的影响,阐明过大的δt会导致速度场产生压缩性误差,而过小的δt会导致超松弛碰撞产生速度场的数值振荡.其次,通过对等温室内气流案例进行LBM-LES模拟,定量讨论了δt引起的压缩性误差和数值振荡问题.结果表明,δt较大时流场密度变化剧烈,且格子玻尔兹曼单位的马赫数(M)超过0.3的区域中速度场产生了明显的压缩性误差.同时,过小的δt导致平均及脉动风速均产生了数值振荡,这在网格分辨率较高时尤为明显.建议模拟时在确保δt足够小以满足最大风速区域的M<0.3的基础上,尽量增大δt以防止产生数值振荡.

关键词：风环境、格子玻尔兹曼法、时间步长、压缩性误差、超松弛碰撞、大涡模拟

所属期刊栏目：50

分类号：TU11;TB126(建筑基础科学)

资助基金：中央高校基本科研业务费专项2021XXJS053

在线出版日期：2022-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：793-801