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硕士学位论文
极坐标格子玻尔兹曼理论与应用
培养单位：理学院
研究生：林传栋
年级：硕2010级
学科专业：光学
指导教师：李英骏教授
许爱国研究员
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中国矿业大学(北京)
2013年5月
分类号：O434.14 密级：公开UDC：学校编号：10290
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单位代码：11413
硕士学位论文
上外培训网论文题目：极坐标格子玻尔兹曼理论与应用
英文题目：The theory and application of polar coordinate lattice Boltzmann
研究生：林传栋年级：理学院硕10级
学科专业：光学学号：TSP080602022Q 研究方向：激光等离子体流体动力学特性研究
ko是什么意思指导教师：李英骏职称：教授
许爱国职称：研究员
nb是什么意思论文完成日期：2013.05论文答辩日期：2013.06
学位授予日期：2013.06
中国矿业大学（北京）
独创性声明
keyword本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国矿业大学或其他教学机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
作者签名：日期：.
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作者签名：导师签名：日期：
摘要
申正焕事件
本文基于极坐标系推出了一个全新版本的格子玻尔兹曼模型。该模型使用算子分裂法对时间项和空间项进行演算处理，其中时间项是解析解，空间项通过修正的Warming-Beam格式运算。本模型不仅适用于模拟亚声速流体，同样可以用于模拟研究超声速流体。本文模拟研究了五类问题：两同心旋转圆筒间的定常流动、稳定激波管、Richtmyer-Meshkov不稳定性、Kelvin-Helmholtz 不稳定性和爆轰问题。最后，我们模拟研究了两种特殊情况下的冲击波、稀疏波和物质界面附近系统的非平衡效应。
关键词：格子玻尔兹曼方法；流体不稳定性；冲击与爆轰；非平衡效应；算子分裂法。
Abstract
We prent a new version of Lattice Boltzmann model for compressible flows bad on polar coordinate. Within the model, the temporal and spatial evolutions are treated with via the operator-splitting scheme. The temporal evolution is calculated analytically and the convection term is solved via a Modified Warming-Beam (MWB) scheme. This model works not only for subsonic flows but also for supersonic flows. It is validated and verified via the following well-known benchmark tests: (i) the rotational slip flow, (ii) the stable shock tube problem, (iii) the Richtmyer-Meshkov instability, (iv) the Kelvin-Helmholtz instability, (v) detonation. Finally, we studied the non-equilibrium characteristics
nopeof the system around three kinds of interfaces, the shock wave, the rarefaction wave and the material interface.
Key words:Lattice Boltzmann method; fluid instability; shock and detonation; non-equilibrium effect; operator-splitting scheme.
