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格子玻尔兹曼

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LBM作为一项具有显著优势的流体计算方法,已被广泛用于理论研究和处理工程问题。由于其边界易于设置的特点,使得LBM善于处理较为复杂与不规则的结构,因而适用于解决多孔介质内的流动与传质问题;由于模型具备描述粒子运动的特性,使得其在处理流体与固体作用相对直观,在解决气-固和流-固耦合方面具备优势;由于LBM不受连续介质假设的约束,它对纳/微尺度的流动和传质或稀薄气体输运等连续方法不适用的问题而言是一种有效的解决方法;更为难得的是,LBM在处理多相多组分流体问题时相比于传统计算流体方法在抓取移动和变形的界面、描述组分间相互作用方面具备明显优势,通过基于对不同组分作用的描述,形成了各类多相多组分LBM模型,例如颜色模型(Color-gradient model)、伪势能模型(pseudo-potential model)、自由能模型(free-energy model)、相场模型(phase-field model)等。这些模型被广泛地运用在多组分、多相流、界面动力学、化学反应与传递等领域。除此之外,LBM在磁流体、晶体生成、相变过程等方面也具备潜在的应用前景。

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