Double population cascaded lattice boltzmann method

• Autor(a) principal: Sharma, Keerti Vardhan.
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/12788
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS; Métodos de Lattice Boltzmann (LBM); Função de distribuição dupla

Os métodos de ”Lattice”Boltzmann (LBM) são potentes ferramentas numéricas para simular problemas de transferência de massa e calor. Ao invés de integrar diretamente as equações de Navier-Stokes, o método LBM resolve, de forma discretizada, a equação de transporte de Boltzmann, acompanhando a descrição microscópica dos sistemas. O método LBM pode solucionar fluxo de fluidos com grande estabilidade e eficiência computacional, especialmente fluxos em geometrias complexas. Para fluxos térmicos, o esquema LBM de dupla função de distribuição (DDF) é a abordagem mais popular e bem sucedida. Mas é evidente, a partir da literatura, que as abordagens LBM de dupla função de distribuição (DDF), as quais utilizam dois operadores de colisão, envolvem esquemas de colisão que violam a invariância de Galileu, produzindo instabilidades para fluxos com números Re e Ra altos. Nesta tese, o método de ”Lattice”Boltzmann em cascata de dupla população em cascata é desenvolvido para corrigir o esquema DDF LBM. O método proposto reduz o grau de violação da invariância de Galileu, aumentando a estabilidade e acurácia do método LBM. O método foi implementado para simular problemas de advecção, difusão, convecções natural e forçada típicos de transferências de calor. O esquema proposto foi também bem sucedido em regimes de fluxo turbulento e em escoamentos 3-D em meios porosos. Os resultados obtidos neste trabalho estão fortemente de acordo com experimentos e métodos numéricos disponíveis na literatura.