物理单位与格子单位转换

本文介绍了物理单位与格子单位在格子-玻尔兹曼方法模拟中的转换,强调了转换的重要性及可能遇到的问题,如参数选择不当可能导致不稳定。主要讨论了特征数保持不变的原则,提供了两种转换方法,并列出了一些常用转换因子之间的关系。

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在使用格子-玻尔兹曼方法模拟时,使用的是格子单位,而非实际的物理单位。物理单位与各自单位的转换非常重要!非常重要!非常重要!一方面,在转换过程中容易出错;另一方面,不选择合适的参数,容易导致不稳定(发散)。

在这里主要介绍一下几个简单的单位之间的转换。

转换原则:

主要依据就是量纲关系以及各物理量之间的关系其中最重要的是:特征数保持不变!以雷诺数为例,理论上,在使得物理雷诺数与格子雷诺数相等的情况下,格子速度、格子运动粘度、格子数量(这里的格子数量是看你取的什么雷诺数,如果是颗粒雷诺数,那就是格子颗粒直径)可以任意选取。但实际上,格子数量过大会使计算时间大大增加;格子速度太大会导致发散;松弛时间与格子运动粘度有关,格子粘度过小,会使松弛时间接近0.5,如果使用的是BGK模型,也会导致发散。所以,这三个数并不是随意选取的,具体的取值就要靠自己一点点试。&#

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