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Shan-Chen 两相伪势模型及其 LBM 应用

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简介:
本文介绍了Shan-Chen两相伪势模型的基本原理,并探讨了该模型在Lattice Boltzmann Method (LBM) 中的应用,为多相流体模拟提供了新的视角和方法。 伪势模型在处理气液两相流动问题上非常适合新手学习。

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  • Shan-Chen LBM
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    本文介绍了Shan-Chen两相伪势模型的基本原理,并探讨了该模型在Lattice Boltzmann Method (LBM) 中的应用,为多相流体模拟提供了新的视角和方法。 伪势模型在处理气液两相流动问题上非常适合新手学习。
  • LBM Shan-Chen
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    LBM Shan-Chen模型是一种结合了格子玻尔兹曼方法和颗粒动力学理论的模拟框架,广泛应用于多相流、复杂流动及颗粒系统的研究中。 基于MATLAB的原始Shan-Chen伪势多相流模型以及单组分多相基本LBM(Lattice Boltzmann Method)模型的研究与实现,为模拟复杂流动现象提供了有效的工具和方法。这些模型在计算流体力学领域具有重要的应用价值,并且通过使用MATLAB这样的强大软件平台,能够进行高效的数值仿真和分析。
  • Shan-Chen_C++实现_LBMShan-Chen方法_shanchen
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    本项目采用C++编程语言实现了基于Lattice Boltzmann Method (LBM)的Shan-Chen模型,用于模拟两相流体动力学行为。 LBM方法可以用于解决多相流的Shan-Chen模型,在二维情况下尤其适用,并且适合初学者学习。
  • 流的Shan-Chen基本理论_流_格子玻尔兹曼方法中的Shan-Chen
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    本文探讨了基于格子玻尔兹曼方法的Shan-Chen模型在两相流研究中的应用,详细介绍了该模型的基本理论及其优势。 利用格子玻尔兹曼方法来模拟Shan-Chen模型中的两相流现象。
  • Shan-ChenC++实现_LBM_Shanchen源码.zip
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    本资源提供两相流Shan-Chen模型的C++代码实现,适用于Lattice Boltzmann方法(LB法)的研究与应用。下载包含完整注释的源码文件,便于学习和二次开发。 《两相流Shan-Chen模型在C++与LBM中的实现》 两相流Shan-Chen模型是计算流体动力学领域的重要工具之一,由George Shan和Jeffrey Chen于1993年提出,用于模拟多相流动行为,特别是液-液、气-液间的相互作用。该模型基于格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method, LBM),是一种数值计算技术,适用于解决Navier-Stokes方程,并特别适合处理复杂的流体动力学问题。 Shan-Chen模型的关键在于引入了交互势能项,能够捕捉到表面张力效应,从而实现流体界面的自然形成和稳定。这种非局部函数通过描述不同位置间相互作用来模拟真实流动中的密度差异及界面现象。 在C++编程语言中实现该模型时,首先需要掌握LBM的基本原理:通过离散速度分布对连续Boltzmann方程进行近似处理,并将流体状态表示为分布在格点上的质量分布函数。这些函数随时间步长更新,包括碰撞和传播两步骤。 具体而言,在C++代码中需定义并初始化分布函数、势能函数及相关物理参数;通常采用双中心差分公式计算相邻格点间的相互作用力,并执行LBM迭代过程——涉及预设松弛时间和流体动量的更新。每次迭代后,检查是否达到平衡状态或满足其他终止条件。 LBM具有良好的并行性,适合GPU加速,因此在C++实现中通常会使用OpenMP或CUDA等库提高计算效率;同时需注意边界条件处理如壁面和周期性边界条件以更准确地模拟两相流现象。
  • shan-chen分离_LBM_分离(shan-chen).zip
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    本资源提供了一种基于 Shan-Chen 模型的单相流体中实现相分离的Lattice Boltzmann方法代码。适用于模拟复杂流体动力学现象的研究者和学生。 shan-chen单相分离_LBM_相分离LBM_shan-chen 这段文字描述了与shan-chen模型相关的单相分离方法以及使用离散玻尔兹曼方程(LBM)进行模拟的技术。其中,“shan-chen”指的是一个用于研究多相流体动力学的数值计算框架,而“LBM”则是指离散玻尔兹曼方法,这是一种解决复杂流动问题的有效工具。文中提到的相关技术涉及如何利用这些模型和方法来分析和预测物质在不同条件下的分离行为。
  • ShanChen的并行化LBM(基于MATLAB的MPI风格)
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    本研究介绍了Shan-Chen模型在多相流模拟中的并行计算方法,采用MATLAB实现MPI风格编程,有效提升了大规模粒子系统的仿真效率。 标题 LBM-MATLAB-MPI-style parallelized Shan and Chen LBM with multiscale modeling extension 描述了一个基于MATLAB实现的、利用MPI(Message Passing Interface)进行并行化的Shan-Chen多尺度模型的Lattice Boltzmann Method(LBM)。LBM是一种广泛应用于流体力学中的数值模拟方法,它通过离散Boltzmann方程来模拟流体的动力学行为。 Lattice Boltzmann Method (晶格玻尔兹曼方法) 是在20世纪80年代末发展起来的一种计算方法,主要用于解决流体动力学问题。它的基本思想是将连续介质中的流体运动离散化,并通过追踪粒子在空间和时间上的演化来求解Navier-Stokes方程,从而得到流场的信息。 Shan and Chen模型是由Shan和Chen在1993年提出的,这是一种多组分流体模型,用于模拟复杂流体间的相互作用力,如表面张力。该模型引入了势能函数以模拟不同流体间的相互作用,使得LBM能够处理多相流问题,例如液滴的形成、流动和碰撞等。 MPI(Message Passing Interface)是一种分布式内存系统间通信的标准接口,在并行计算中常用。在这个项目中,MPI被用来协调多个MATLAB进程,并使它们并行执行LBM计算以提高模拟效率。这使得大尺度或高分辨率流体模拟成为可能,尤其是在处理复杂的多尺度问题时,如流体在不同尺度下的相互作用。 multiscale modeling extension表明这个实现还包括了对多尺度建模的支持。这意味着该代码不仅能够处理单个尺度的问题,还可以模拟跨越不同物理尺度的现象,比如微观和宏观流体的耦合效应。这对于理解和预测多尺度流体系统的行为至关重要,在材料科学、环境科学及生物流体学等领域尤为重要。 在提供的压缩包文件名LBM_MATLAB-master中,“master”通常指的是Git仓库的主分支,意味着这是一个开源项目,并包含了主要代码和资源。新建文件夹可能包含项目的辅助文件,如文档、数据集或者额外的脚本。 这个项目提供了一个基于MATLAB和MPI的并行化Shan-Chen LBM实现,具有多尺度建模扩展功能,适用于研究涉及多组分流体及多尺度效应复杂流体力学问题。用户可以通过下载、编译和运行这些代码利用自己的计算资源进行流体模拟研究。
  • 基于格子玻尔兹曼方法的SC
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    本研究提出了一种基于格子玻尔兹曼方法的SC伪势两相流模型,用于有效模拟和分析复杂流动现象。该模型通过改进传统算法,增强了对界面捕捉与扩散过程的精确度,并在计算效率上有所突破。适用于广泛的工业应用领域,包括多孔介质中的传热、传质问题等。 格子玻尔兹曼方法(LBM)与SC伪势两相流模型。
  • LBM-D2Q9 多
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    LBM-D2Q9多相流模型是一种基于格子玻尔兹曼方法(LBM)的二维九速矢量模型,广泛应用于模拟复杂多相流动现象,如界面捕捉、液滴动力学及乳状液生成等。 格子Boltzmann多相流模拟旨在为LBM学习者提供参考。