Lattice Boltzmann

资 源 简 介

Lattice Boltzmann

详 情 说 明

Lattice Boltzmann方法是一种基于微观粒子动力学的流体模拟技术，特别适用于复杂几何边界和多孔介质场景。D2Q9模型作为二维空间中的经典离散速度模型，通过9个方向的粒子分布函数来描述流体行为。

在多孔介质渗流模拟中，程序首先需要构建介质的孔隙结构数字化模型，通常采用随机生成或CT扫描数据转化的二维矩阵表示。介质中固体部分被视为无滑移边界，流体粒子在这些位置会发生反弹。

模拟的核心是碰撞和迁移两个阶段的迭代：粒子分布函数在网格节点上发生局部碰撞（遵循BGK近似或其他碰撞算子），然后沿预设的9个方向迁移到相邻节点。通过调整松弛时间和流体粘度参数，可以控制模拟的稳定性与准确性。

渗流特性的分析主要依赖于最终稳定流场的宏观量统计，包括流速分布、压力梯度以及通过达西定律计算的有效渗透率。这种方法能够直观展现流体在复杂孔隙网络中的优先流动路径和死端孔隙效应。

相较于传统纳维-斯托克斯方程求解，Lattice Boltzmann方法在处理微观尺度流动时具有边界处理灵活、并行效率高的优势，但也需要注意网格分辨率与计算资源的平衡。