复杂流场中不同尺度刚性和柔性粒子运动机理的LBM研究

项目名称： 复杂流场中不同尺度刚性和柔性粒子运动机理的LBM研究

项目编号： No.11172297

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 黄海波

作者单位： 中国科学技术大学

项目金额： 56万元

中文摘要： 本项研究的目的是开展复杂流场中不同三维形状、不同尺度(从微米到亚毫米 级)的柔性和刚性粒子微观运动机理的格子玻尔兹曼方法(LBM)数值模拟研究，一方面探讨复 杂流动中粒子的运动机理，另一方面发展相关LBM 方法，其研究成果可为水利化工、生物医 药等工程实际问题提供重要的理论依据。研究内容主要包括：发展和完善典型的流固耦合LBM 方法；提高LBM 模拟复杂流动(包含粒子)的数值稳定性；改进现有的柔性流固耦合方法及发展LBM 应用于多相流的复杂流动问题；通过LBM 大规模并行计算，探讨不同尺度下多个粒子在复杂背景流动中的相互作用规律；研究多种复杂流场中，柔性粒子在不同特征粗糙壁面附近的运动学特性，探讨不同刚度粒子的分离机制；通过模拟剪切流中大量柔性粒子的变形、运动，分析柔性粒子变形运动学特性对悬浮液非牛顿行为的影响。上述研究将对相关工程应用具有指导意义。

中文关键词： 流固耦合；LBM方法；颗粒沉降；悬浮液流变；柔性颗粒

英文摘要：

英文关键词： fluid-structure interaction；lattice Boltzmann method；sedimentation of particles；Rheology of suspensions；deformable particle