【讨论】一个疑惑: LBM--能用在液态流体上吗?

yzgdy

可能学习不精, 有些疑惑,请大方之家给以释疑:  
(1)  LBM--Boltzmann方程其平衡态分布大多采用M-B 分布,而这些似乎是针对二体碰撞系统的气体而言,推导出N-s 方程是针对气体的 ,那能用在 液态流体流动系统吗?

(2) 郭照立老师的 LBM2009出版书中,第一章中谈到LBM说:  LBM 已成功应用在各类的气体运动研究中,但液态流体的LBM 机理还不成熟....
     基于以上两点, 不自觉的产生了一问题: 目前LBM 模型能用在 液态流体系统中吗?
    是否LBM 仅看成是一种数值计算方法 同有限差分法一样, 不论气体还是液体流动?

[ 本帖最后由 yzgdy 于 2010-3-6 04:14 编辑 ]

onesupeng

LBM 仅看成是一种数值计算方法 同有限差分法一样, 不论气体还是液体流动!


可以这么说。用气体导出来的，但是当满足一定条件 通用

[ 本帖最后由 onesupeng 于 2010-3-4 06:26 编辑 ]

yzgdy

谢谢!  非常感谢!
      能否能这样理解: 从气体动理学模型能够导出来的气体N-S 方程, 自然能够计算气体流动, 又因为液体和气体的N-S方程是相同的,   LBM 是用来"模拟"液态流动系统的, 相当于实验方法中的模型实验, 用气体模拟液体做实验, 用电流模拟流体流动等.

yzgdy

又一个疑惑是: (1)  LBM 中有特别针对稠密气体, 或稀薄气体而建立的模型, 而区别一般的气体LBM模型, 气体模型尚有这些区别     (2) 宏观上"感觉" 液体比所谓"稠密气体"还稠密, 如这样说针对液体的LBM模型应当更应区别于一般的气体LBM模型才是?

[ 本帖最后由 yzgdy 于 2010-3-4 07:09 编辑 ]

onesupeng

怎么说呢，有点不能一概而论
LBM解LBE，LBE能推导到宏观方程，比如A模型的LBE在一定条件下能推导出不可压缩的N-s方程，那么能用不可压N-S描述的问题在此条件下它就能模拟；同理，某些模型在某些条件下能够导出对流扩散方程，那么这个对流扩散方程能描述的问题也可以用此类LBM模型模拟。感觉这中间就是LBE-宏观方程的联系问题，这个联系搞清楚，能不能使用等等应该一目了然。

yzgdy

谢谢！有点明白一些了！

ywang

呵呵，终于看到有人讨论这个问题了，，，

赞同onesupeng的观点，用LBM模拟液体，其实是把它当作一种数值方法，关键就在于它和NS方程的关系。

不过，反过来说，用来做传统的流体的模拟，也只是它的一种特例。因为LBM还可以恢复更高阶的宏观方程，因而使用范围比求解Euler或NS来模拟流体的方法要广，，，

进一步，基于LBM的思路，还可以搞一些别的工作，比如模拟固体颗粒，比如把LBM做一种求解器，，，

yzgdy

越来越多的支持啊，鼓舞“我们”思考及使用LBM 模拟液体系统，这样心里有了点微弱的底气。但郭照立老师著作中”“液体系统LBM机理还不成熟”却时时悬在头上啊。

onesupeng

实际上，Guo考虑的是更深层次的东西。如果你想在LBM基础理论层面有发展，可以多看看整个推导过程，思考BE-〉LBM-〉宏观控制方程的过程，以及微观的物理机理。但对于大多数人是没有必要去考虑那么深层次的问题。绝大多数人能够理解一些LBE-〉宏观方程和一些应用技术，也能做很多漂亮的工作。

yzgdy

感谢指点！
顺着“LBM  应用型研究”请教这样的问题：如方腔内自然对流，用传统的方法也能算，现在用LBM 方法计算了，证明了和以前数值结果一致或和分析解一致。这样文章可能也比较普遍，说好听些创新点在于：新方法解决了老问题，但总觉得主要工作是程序的实现，新意不高，为了生存，也得发文章
    请教大家给些“LBM  应用型研究”论文好的应用型研究思路

yzgdy

求助下：
大家有 <Lattice Boltzmann Methods for Shallow Water Flows,  周建国教授 这本书的电子版吗？   ------算水流体的

onesupeng

原帖由 yzgdy 于 2010-3-10 03:54 发表

                               
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感谢指点！
顺着“LBM  应用型研究”请教这样的问题：如方腔内自然对流，用传统的方法也能算，现在用LBM 方法计算了，证明了和以前数值结果一致或和分析解一致。这样文章可能也比较普遍，说好听些创新点在于：新方法 ...

当然你说随便算个方腔流就是应用文章，恐怕不是这么简单。 我应用LBM在于它速度很快，例如用连续力源IBM+FDM算一个例子需要10天，而我用IBM+LBM只用1天，于是我对某个问题的研究就可以搞得很透彻。我刚结束的一个工作几百个算例也只数天就完成，剩下的时间就是整理和分析。另外很重要的是操作比较简单，对于熟练的人，一晚上编个程序还是可以实现的，但FDM可能就没有那么容易。当然各种方法各有利弊，不能一一列举。

yzgdy

一、看过类似这样文章，其主体： （1）LBM正确性验证内容 （2）LBM 与传统计算方法计算时间、精度上对比-------结论是LBM is better than ..... ， 感觉这样的LBM应用型文章，还不错，如这样做：1）还好做， 但要做到（2）则需编其它计算方法的程序---（累-不想编或者也不太容易编）-------故有时LBM 仅到此为止----大家有何建议？这样思路还好走？

二、看过另一类文章，传统方法算过，这里用LBM 算下 （1）LBM正确性验证内容 （2）应用LBM  计算一些“新问题”，套路是“新方法解决新问题”----这样文章感觉不错，更关键是找到“新问题”，而不是LBM模型及方法实现。

三、感觉最好是这样文章：传统方法算不了，不好算，算不好等，这里用LBM 算下 （1）LBM 算个简单的有解析解验证下模型  （2）算些工况。。。。。套路是“新方法解决老方法不好解决问题”----关键是LBM 在哪些地方真这么牛？

onesupeng

不了解你是本科工作，硕士工作，还是博士工作，所以不太好说。

一、是CFD工作最基本的，任何方法任何程序都要进行这样的验证，当然没有必要编别的程序，用经典文献比较就好了。所以这个只能是本科层次的工作，除非你提出很有开创性的方法或者格式。

二、这个可上可下，如果能对某些问题进行透彻的研究和分析，可以是博士层次的工作。但要做得很差的话，学士论文也觉得害羞。

三、暂时看起来是，LBM能算的，理论上都有别的某种替代方法，CFD里面好像没有必须用什么方法。

再次强调，CFD验证是最基本的，不能作为自己贡献的一部分，只是用来表明，你用的工具是可靠的。

另外就是，多听听WangY博士的看法，他是行家

[ 本帖最后由 onesupeng 于 2010-3-10 17:59 编辑 ]

yzgdy

感谢，指点！
像兄弟这样看来中国的学术要上个台阶了，可喜可贺！ 省得作为中国人来是引老外的文章或外文期刊，弄得现在 中国科学、物理学报等 比以前垃圾多了！--