一类非线性偏微分方程的格子Boltzmann方法

来源 :东华理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:eidolonfish
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
格子Boltzmann方法是模拟复杂流体和物理建模的一种新兴的、高效的数值方法.它是一种基于微观模型和介观动力学论的介观数值计算方法,与传统数值方法有着本质的区别.格子Boltzmann方法基于这种微观特性,具备了许多分子动力学的优点,如天然的并行特性,清晰的物理背景以及边界处理简单,编程容易实现等.因此,该方法引起了国内外研究者的兴趣,并且被广泛地应用于磁流体、多孔介质、反应扩散系统、微尺度流、湍流等领域的研究.近年来,用于求解非线性偏微分方程的格子Boltzmann方法已成为研究的热点.本文研究了一类一维非线性偏微分方程的格子Boltzmann方法数值模拟.具体研究内容如下:  在第一章中,综述了格子Boltzmann方法,主要包括格子Boltzmann方法在计算流体力学中的研究背景以及其发展历史和应用现状.  在第二章中,给出了格子 Boltzmann方法的基本理论.首先介绍了一些经典的格子Boltzmann模型,包括LBGK模型和郭照立的不可压格子Boltzmann模型;然后利用多尺度技术中的Chapman-Enskog展开以及Taylor展开分析,恢复到相应模型的宏观方程.  在第三章中,我们采用D1Q5模型给出了一类一维非线性偏微分方程的含修正项的格子 Boltzmann模型,并给出了该模型的稳定性分析.通过对上述模型的数值模拟发现:该模型可适用于求解 KdV-Burgers方程, KdV方程, Burgers方程,修正的Burgers方程;且数值结果表明:该模型的模拟解与解析解的吻合程度很高,该模型的误差比现有文献中的误差更小,验证了本文构建的格子Boltzmann模型是有效的.  在第四章中,总结了本文的研究工作.格子 Boltzmann方法是模拟非线性偏微分方程的一种有效数值计算方法.并指出其中存在的不足,以及本文尚需解决的问题和今后的研究方向:可对其二维和三维的格子Boltzmann模型展开研究.
其他文献
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
  本硕士论文由四章组成,主要讨论高阶非线性中立型差分方程正解的存在性,脉冲差分方程的振动准则,奇数阶微分方程的振动性,中立型脉冲时滞微分方程正解的存在性。  第一章讨
矿产资源是非可再生资源,进行开采利用后,很难在较短的时间内得到恢复.近年来,我国的经济稳步发展,科学技术不断提升,矿产资源开采和加工的规模也在不断地增加,导致相关矿产
期刊
大凡政治老师,无不感叹政治难教,尤其是高中政治.在很多学生心目中,政治老师一般都是“说教者”,政治内容也是说教性的,所以政治学科在他们的心目中大多索然无味.加上从小学
在移动通信环境中,由于存在多径传播效应以及频率选择性等特征,使得信道在传输过程中出现衰落现象,从而导致信号在传输过程中出现失真现象。失真现象中最为常见的表现即为码间干
三维流形理论是当前低维拓扑学研究的热点方向之一.目前,关于三维流形理论的研究主要有代数方法,几何方法和组合方法.在本文中,我们主要采用的是组合方法.在三维流形的研究中
近五十年来,广义逆矩阵的理论和计算得到了迅速发展,它在最优化、数理统计、测量学、计算数学等学科中有着广泛的应用.特别是在研究最小二乘问题,长方、病态线性、非线性问题
为了将对连续和离散变量的分析统一起来,1988年,StefanHilger在他的博士论文中首次提出了测度链的理论。近年来,测度链上的动力方程的定性研究引起了人们的广泛关注,但是对于
该文研究非线性互补问题的数值解法.非线性互补问题在经济、工程中有许多重要应用,已产生了很多求解方法,也得到了全局收敛性和局部超线性结果.近年来多采用NCP函数把非线性
排序问题是一类非常重要的组合最优化问题,它产生的背景主要是机器制造业,后来被广泛应用于生产管理、运输调度以及计算机系统等领域。考虑工件交货期或窗时交货期可指派的排