τ=0.6时流速只有六分之一 — Guo forcing漏掉半步速度F/2的后果
保留Guo源项却在速度中去掉F/2,有效体积力会缩小为(1−1/2τ)倍。Kolmogorov流中τ=0.6时振幅只有0.166倍。
只改了 τ,静止气体的密度就变了 — Shan–Chen 速度平移 forcing 的 (τ−½)² 应力
给静止的 D1Q3 气柱施加同样的力,只有 Shan–Chen forcing 的密度随 τ 改变。平衡速度的平移留下了一个 (τ−½)²F²/ρ 应力。
只给热传导单独的τ,粘性加热却被锁在Pr=1 — 双分布LB中的准平衡g*
Couette通道里,简单双τ无论Pr取何值,θ_max都贴在1.000。加上准平衡g*后,Pr=0.71给出0.710。
静止液滴融掉了一半 — 守恒型 Allen–Cahn 抹掉的那个曲率项
流速为零的液滴在经典 Allen–Cahn 下丢失49.4%质量,守恒型只有1e-14。本文把这个曲率项一路追到LB的源项。
老实补上三阶矩后误差反而涨了2.8倍 — 力项真正需要守住的几行
在D2Q9上把力项三阶矩补成动理论的值,误差从0.053%升到0.150%。格子锁住张量一半,该项只在Burnett阶才进动量方程。
τ=0.51时把黏性读大了51倍 — 离散LBE二阶展开留下的半个时间步
把τ设成0.51,连续BGK给出ν=0.17,D2Q9格子测得0.00333,两者差51倍。二阶展开让缓和时间少掉Δt/2。
把 refine 挪到 stream 下面一行,误差变成了 7.2 倍 — LBM AMR 的递归时间推进顺序
在同一套加密网格上,用三种 collision·refine·stream·unrefine 顺序各解一遍。误差相差 7.2 倍,而且全都落在层级接缝上。
给每个组分单独设 τ,总质量偏差达到 16.8% — 多组分 LBM 的修正速度
给每个组分不同的松弛时间后,Fick通量之和不再为零。三组分LBM跑2000步,最大质量亏损从0.168降到0.0005。
一个节点把误差从0.21%推到76% — 幂律流体LBM的局部松弛时间
n=0.6时中心线一个节点的τ变成inf。上限取4,L2误差停在0.21%;不设上限时残差卡在7.69e-3,误差升到76%。
迁移率放大10倍,界面厚度却没有动 — 守恒型Allen–Cahn的反扩散项
实测反扩散项精确抵消扩散,M从0.02增到0.20时界面厚度仍锁在W附近。该项在格子上进入LBM平衡分布的位置一并写清。
把参考系推到0.2,粘性少了5.97% — LBM平衡分布缺失的三阶矩
D2Q9上任意分布的三阶矩Σf c³都被一阶矩ρu锁死。缺的ρu³让粘性随参考系变,U₀=0.2时少5.97%。相对误差按−Ma²走,调τ也压不下去。
1,681个体素中有27个把内外判反了 —— STL体素化的奇偶判定与链接切断
把一个STL文件变成LBM体素网格,要经过八叉树剪枝、SAT相交判定、射线奇偶内外判定和链接切断的q这四个步骤,本文用代码逐一验证。
τ 翻倍后 Pr 依然是 1.0000 —— 热 LBM 中被锁死的两个常数
单分布函数热 LBM 用一个 τ 同时决定粘性与热扩散,Pr 被锁死在 1。第二个分布函数如何解开 Pr 和比热比,本文在 D2Q9 上实测给出答案。
ρ 和 u 连末位都对得上,只有应变率虚胖了 45% —— LBM 网格加密的非平衡重标定
在 LBM 的 AMR 层级边界上原样复制分布函数,ρ 与 u 完全正确,只有应力最多虚胖到两倍。本文用 Grad 近似把重标定系数直接量了一遍。
把 τ 直接代进去,粘度大了六倍 —— LBM 离散化留下的三处 Δt/2
一次梯形积分和一行变量替换,在粘度、速度、应力三处各留下一个 Δt/2。用标量 ODE 和 D2Q9 把这三处都测了一遍。
壁面上是3个,角上是5个 — 数一数LBM边界节点丢失的分布函数
迁移步结束之后,一个边界节点上空缺的分布函数个数,正好等于它周围固体格子的数量:平壁上是3个,凹角上是5个,凸角上是1个。
把压力直接代入后静止的界面开始颤动 — 非理想LBM forcing的两种形式
静止范德瓦尔斯液滴用格子玻尔兹曼求解时,力项代入压力p还是化学势mu,连续下靠吉布斯关系重合,一到格子界面上便立刻分开。
速度调高后扩散少了27% — LBM对流扩散模型中多出来的通量
LBM对流扩散模型即便用τ标定了D,实际仍以D(1−u²/cs²)扩散。Chapman–Enskog漏下的多余通量,以及消除它的源项。
LBM 里那一半的力去哪了 — 四种 forcing 格式与 1−1/(2τ)
定常Poiseuille通道分不出五种forcing格式,误差到第四位都一样。τ=0.6时只开半格修正,幅值变为1.83倍。
格子玻尔兹曼的壁面不在格点上 — Bounce-back与Zou-He边界条件
half-way反弹把无滑移壁放在格点外半格。把通道高度按ny-1来数的话,Couette斜率会留下不随加密消失的偏差。
在BGK发散的低粘性区域中存活 — MRT格子玻尔兹曼碰撞
默认ν=0.004时s_ν等于1.953。BGK把该值套到高阶模上就会棋盘振荡,MRT代码把s_e留在1.64、s_q留在1.7。
九支箭里的Maxwell–Boltzmann — LBM平衡分布为何是多项式
Maxwell–Boltzmann在Hermite二阶被截断后变成D2Q9多项式,同一次截断留下Mach数0.3的上限。