MATLAB实现多弛豫时间LBM重力驱动泊肃叶流模拟系统

资 源 简 介

本MATLAB项目采用多弛豫时间格子玻尔兹曼方法，高效模拟重力驱动下的泊肃叶流动。用户可自定义边界条件、流体参数和外加力，系统将计算出精确的速度分布与压力场，并提供直观的可视化结果，包括流线图和流速剖面分析。

详 情 说 明

多弛豫时间LBM重力驱动泊肃叶流模拟系统

项目介绍

本项目基于多弛豫时间格子玻尔兹曼方法（MRT-LBM），实现了重力驱动条件下泊肃叶流动的数值模拟。通过设置边界条件、流体物理参数和外加力项，系统能够计算二维流场的速度分布和压力场，并提供多种可视化结果，用于分析层流状态下的泊肃叶流动特性。

功能特性

• 多弛豫时间模型：采用MRT碰撞算子，提升数值稳定性
• 重力驱动流动：通过体积力项实现泊肃叶流驱动条件
• 参数可配置：支持雷诺数、流体密度、运动粘度等参数灵活设置
• 结果可视化：提供速度云图、压力场分布、流速剖面曲线等可视化输出
• 收敛监测：实时监测中心线流速收敛情况

使用方法

1. 在main.m文件中设置模拟参数：

- 雷诺数(Re) - 流体密度(ρ) - 运动粘度(ν) - 网格分辨率(Nx×Ny) - 重力加速度(g) - 弛豫时间参数(τ) - 总迭代步数

1. 运行主程序：

```matlab main

1. 查看输出结果：

- 实时显示流速场演变 - 最终的速度场和压力场分布图 - 通道高度方向的流速剖面 - 中心线速度收敛历程曲线

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 推荐内存：8GB RAM以上
• 支持MATLAB图形显示功能

文件说明

主程序文件集成了以下核心功能：首先初始化计算网格和离散速度模型，设置多弛豫时间碰撞算子的参数矩阵；然后通过循环迭代实现流场演化，其中包含宏观变量计算、平衡态分布函数求解、MRT碰撞过程、外加力项处理和边界条件实施；最后提供流场可视化分析，包括速度矢量图、等值线显示和收敛特性监测。