《一種含有複雜外形運動物體的高效IB-LBM算法研究》是依託南京航空航天大學，由吳傑擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：一種含有複雜外形運動物體的高效IB-LBM算法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：吳傑
- 依託單位：南京航空航天大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
浸入邊界-格子波爾茲曼法(IB-LBM)是一種有效模擬動邊界問題的數值方法。在現有的IB-LBM中，存在著邊界條件不精確滿足和物面附近數值解精度低的兩個主要問題，從而影響物體受力計算的準確性和數值方法的穩定性。因此，本項目的目的是發展一種高效地模擬動邊界問題的IB-LBM。首先，在申請人提出的精確滿足邊界條件的IB-LBM基礎上，通過使用光滑的delta函式，抑制物體受力的非物理震盪；首次把格線自適應技術套用到IB-LBM中，提高計算效率並精確捕捉流動的劇烈變化。其次，通過使用二階精度的Lagrangian插值，發展一種無delta函式的邊界處理方法，提高物面附近流場解的精度。套用這些方法，模擬多種含不同外形的動邊界問題。此外，通過模擬魚游和蜻蜓飛行，驗證數值方法處理複雜外形動邊界問題的準確性和有效性。通過本項目的研究，可以為準確而有效地處理動邊界問題提供可靠的CFD模擬方法和工具。
結題摘要
浸入邊界-格子波爾茲曼法（IB-LBM）是一種有效模擬動邊界問題的數值方法。在現有的IB-LBM中，存在著邊界條件不精確滿足和物面附近數值解精度低的兩個主要問題，從而影響物體受力計算的準確性和數值方法的穩定性。因此，本項目完善和發展了一種高效地模擬動邊界問題的IB-LBM，使其能夠準確而有效地模擬複雜物體在流體中的運動。首先，通過使用光滑的delta函式，抑制了物體受力的非物理震盪。其次，把格線自適應技術套用到IB-LBM中，提高計算效率並精確捕捉流動的劇烈變化。套用發展的新算法，模擬研究了多種複雜的動邊界問題，包括鈍體流動控制和基於拍動翼的新型能量採集系統。基於本項目的研究成果，總計發表了21篇SCI學術論文。通過本項目的研究，可以為準確而有效地處理動邊界問題提供可靠的CFD模擬方法和工具。
