论文摘要
格子Boltzmann方法是一种新兴的模拟复杂流动的高效方法。该方法是以介观微粒为背景的,所以它具有许多独有的优势。物理上,格子Boltzmann方法能够很好地针对解决为针对多种组分组成的流体,流体与边界的,流体和界面的错综复杂的彼此作用提供了很好的处理方式;计算上,格子Boltzmann方法是一种显式时间方法,跟传统方法比起来,计算效率要高很多。此外,格子Boltzmann方法的演化过程直观清晰,编程实现简单,计算效率高,可以用来模拟流体计算问题,比如多相流,湍流,撞击流,血液流等。热毛细对流是以微重力环境为背景的,一类很有代表性的流动。热毛细对流是因为自由界面存在表面张力梯度而产生的一类流动,所以与自由表面是密不可分的。格子Boltzmann方法在带Soret效应的Marangoni对流中很少应用到。本文提出用格子Boltzmann方法来模拟二维矩形容器内带有Soret效应的Marangoni对流,速度场运用不可压的D2G9模型,温度场,浓度场都采用D2Q5模型,把流场,温度场和速度场耦合起来组成一个新的复合模型,着重分析浓度不均匀对流体流动的影响。讨论在不同参数下,流线图,等温度线,等浓度线随参数的变化情况,并给出不同参数下的自由表面的速度,温度和浓度,X=0.5处水平方向的速度曲线。本文重点考察带有Soret效应的Marangoni对流。