MATLAB LBM D2Q9圆柱绕流实时模拟系统

资 源 简 介

本项目采用MATLAB实现基于LBM的D2Q9圆柱绕流模拟，可实时可视化流体流动过程，包括流线分布与涡旋演化的动态演示。代码结构简洁，适合流体力学初学者学习和实验。

详 情 说 明

基于LBM的D2Q9模型圆柱绕流实时可视化模拟系统

项目介绍

本项目实现了一个简化的格子玻尔兹曼方法圆柱绕流模拟系统，采用D2Q9离散速度模型。该系统专门为流体力学初学者设计，通过简洁清晰的代码结构展示流体在圆柱周围的流动特性，包括流线分布、涡旋形成等典型流体力学现象。用户可实时交互观察不同雷诺数下的流场演化过程，深入理解LBM方法的基本原理和应用。

功能特性

• 实时可视化：动态显示速度场流线图和涡量云图
• 参数可调：支持圆柱直径、位置、雷诺数等关键参数灵活配置
• 交互式观察：运行时可通过调节参数观察流场瞬时变化
• 物理量计算：实时计算并显示雷诺数、圆柱表面压力分布和阻力系数
• 数据输出：支持流场数据导出和流动过程动画保存（GIF/AVI格式）

使用方法

1. 参数设置：在代码中配置以下输入参数：

- 圆柱参数：直径（像素）、中心坐标 - 流体参数：雷诺数（通过流速和黏度调节） - 计算域：网格尺寸（如200×100） - 边界条件：入口流速、出口边界类型 - 模拟参数：时间步长、总模拟步数

1. 运行模拟：执行主程序启动实时可视化窗口

1. 交互观察：在模拟过程中可调整参数观察流场变化

1. 结果保存：支持将流动演化过程保存为动画文件

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 推荐内存：4GB以上
• 支持实时图形显示的系统

文件说明

主程序文件整合了完整的模拟流程，包含以下核心功能：初始化流场变量和计算参数、构建圆柱障碍物几何模型、实施格子玻尔兹曼方法的碰撞与迁移过程、处理进出口及固壁边界条件、计算关键流体力学指标如涡量和阻力系数、实现流场演化的实时动态可视化展示、支持用户交互参数调整功能、提供模拟数据记录与动画输出能力。