Document Type : Original Article

Author

• Morteza Bayati

Aerospace Engineering Urmia University of Technology

Abstract

Minimizing the computational cost and improving the convergence speed is the main goal of any computational design. In this regard, due to the low convergence speed of the traditional iterative method of fluid flow solution, a new method to improve the traditional iterative method is applied. In this paper, two-dimensional fluid flow in a channel with an aspect ratio of 10, uniform inlet velocity, constant outlet pressure, and no-slip conditions at the walls is studied using the Lattice-Boltzmann Method. The speed of convergence of the solution is increased by verifying that the mass flux is conserved between the inlet and each channel section. The solution time of channel flow obtained by Lattice-Boltzmann Method for Reynolds number of 100 and three types of grids 40x400, 60x600 and 80x80 are 261, 1039 and 4264 s, respectively. Based on the results, by introducing a flow rate control in each channel section of these three types of grids, the solution time is reduced by 35, 266, and 1590 seconds. This method can be implemented not only for normal but also for channel with an obstacle. According to the results, the speed of convergence increases by at least 2 times using this method

Keywords

• Lattice Boltzmann
• channel
• convergence speed

Main Subjects

• Aerodynamic

Article Title [Persian]

روش لاتکس بولتزمن ارتقایافته جهت تسریع محاسبات عددی

Abstract [Persian]

کاهش زمان محاسبات و افزایش سرعت همگرایی هدف بسیاری از روشهای عددی است. لذا یک روش نوین برای افزایش سرعت همگرایی روشهای تکراری برای حل محاسبات عددی جریان سیالات ارائه شده است. در این مقاله جریان سیال دوبعدی داخل کانال با نسبت منظری 10، سرعت ورودی یکنواخت و فشار ثابت خروجی و دیواره های بدون لغزش با روش لاتکس بولتزمن مدل شده است. سرعت همگرایی با چک کردن و اصلاح جرم عبوری بین هر مقطع جریان داخل کانال و مقدار دبی در ورودی کانال، افزایش پیدا کرده است. زمان لازم برای همگرایی جریان داخل کانال در عدد رینولدز 100 در سه شبکه مختلف 40×400، 60×600 و 80×800 به ترتیب 261، 1039 و 4264 ثانیه است که با روش این مقاله زمانها به ترتیب به 35، 266 و 1590 ثانیه کاهش می یابد. این روش برای جریانهای داخل کانال همراه با مانع نیز قابل انجام است. نتایج نشان می هد که با روش این مقاله زمان لازم برای همگرایی به کمتر از یک دوم کاهش می یابد.

Keywords [Persian]

• لاتکس بولتزمن
• کانال
• سرعت همگرایی