论文摘要
格子气方法是流体力学的一种基于微观统计力学的模拟方法,具有规律简单,对复杂边界具有较好的适应性等优点。热声现象自发现以来,已经发展成为声学与热学的交叉科学——热声学,其理论的发展日益完善,基于热声学的各种应用也日益丰富,其中热声制冷和热声发动（发电）机是典型的实际应用。使用格子气方法模拟热声现象是最近几年采用的新的数值模拟手段,本论文工作即是关于格子气方法和对热声现象模拟的探讨。在本论文中,参考D2Q9已经成功模拟热声振荡的结果后,设计使用多速格子气模型进行模拟的计算算法,该算法程序包括D2Q9模型和D2Q13-WB模型,并应用于热声现象的数值实验。采用C++编程并应用计算机图形学中的一系列方法,来提高程序的自动化程度。针对D2Q13-WB格子气模型提出了温度边界的处理方式,并得到了较好的结果。同时还提出了格子气碰撞规则表的生成算法,并应用此算法提高了满足微观属性规则的生成速度,以使其能够在宏观上正确的表现物理现象。并且通过对完备规则的研究,发现了前人计算过程中的非物理现象,并重新计算得到了更好的结果。完备的碰撞规则表可以排除模拟结果中的非物理现象,并减少随机噪声。使用D2Q13-WB模型来进行换热器温度响应过程的模拟,证明了D2Q13-WB格子气模型应用于热声温度响应过程模拟的可行性,并与传统数值方法计算的结果比较吻合,反映了非线性的温度响应过程。采用D2Q13-WB模型模拟的温度响应减少了D2Q9计算结果中的随机噪声。