基于Boltzmann函数的开采沉陷预测模型

为更加准确地预计出煤炭开采后地表的移动和变形,基于Boltzmann函数,利用数学分析的方法,提出了新的开采沉陷预测模型,通过理论分析推导出了模型中的参数与概率积分法参数之间的关系。在新模型中提出了严重影响半径R的概念,大小约为主要影响半径r的1/4,其他参数的物理意义和取值方法与概率积分法相同。以淮南矿区3个工作面为例进行验证表明,新模型与概率积分法模型相比拟合求参效果更优,尤其是在盆地边缘处收敛比概率积分模型缓慢,该模型更适用于巨厚冲击层的矿区。

求解Boltzmann模型方程的气体运动论大规模并行算法

研究各流域三维流动问题的Boltzmann模型方程计算方法,建立直接求解分子速度分布函数的气体运动论耦合迭代数值格式;基于变量依赖关系、数据通信与并行可扩展性分析,使用区域分解并行化方法,建立气体运动论数值算法并行方案,发展求解各流域三维绕流问题的气体运动论并行算法.拟定高低不同马赫数下来自不同流域的三维球体及返回舱绕流算例,进行高性能Fortran(HPF)大规模并行计算,将计算结果与有关实验数据、相关理论预测等进行比较分析,研究揭示不同流区复杂绕流现象及流动机理.研究表明,所发展的气体运动论并行算法具有很好的并行独立性,基本达到线性加速的并行效果,显示出良好的并行可扩展性.

一种高效建模数值算法及其应用——Lattice Boltzmann方法

近年来,格子Boltzmann方法(LBM)已发展为一种模拟流体和物理问题的新颖的、有前景的数值方法,在许多领域的各种数值问题求解上取得很大的成功。文章介绍了一种模拟复杂流动的高效建模数值算法Lattice Boltzmann方法和它的基本原理及其应用。并通过两个实例数值模拟计算,说明Lattice Boltzmann方法正确、有效,并展示了广阔的应用前景,为今后更深入的研究和广泛应用打下基础。

基于Boltzmann模型方程不同流区复杂三维绕流HPF并行计算

随着现代航空航天快速发展,是否能建立一套可有效模拟稀薄流到连续流各流域绕流问题统一算法,已成为工程应用部门和学术研究领域关心的问题。通过开展基于Boltzmann简化速度分布函数方程数值求解,发展起从稀薄流到连续流统一算法。借助区域分解并行化方法研究建立气体运动论统一算法并行方案,通过对统一算法进行HPF并行化程序设计及算法考验,拟定不同流域三维球体绕流及类“神舟”返回舱外形体绕流算例,进行HPF并行计算,并将计算结果与有关实验数据、DSMC模拟值进行定量比较、分析。研究表明,所发展的统一算法具有很好的并行独立性,基本达到了线性加速的并行效果,算法负载平衡和并行可扩展性较好,可望建立起新型的能可靠模拟不同流域三维绕流问题的HPF并行算法研究方向。

基于Boltzmann函数的砂岩波速与温度关系特性试验研究

为了探究高温作用下砂岩物理性质的变化规律,对经受不同等级温度后的砂岩试样的纵波波速的变化特性进行研究。试验结果表明:可采用Boltzmann函数理论模拟砂岩vp-T变化曲线并推导出波速随温度变化的理论表达式;高温后砂岩的物理性质会出现弱化现象,其纵波波速会降低,且其经受的温度越高,波速降低的幅度会越大;该砂岩在500℃左右达到其门槛值温度。

具势亚声速小扰动流动的格子Boltzmann模拟

给出一种新的用于模拟亚声速流小扰动下的格子Boltzmann模型,通过使用Chapman-Enskog展开和多尺度技术,得到一系列的格子Boltzmann方程,给出了满足亚声速流小扰动线化方程的平衡态分布函数表达式.数值结果表明,这种方法能很好地再现经典理论结果.

一维对流扩散方程的格子Boltzmann模型研究

给出了一维对流扩散方程u/t+α(u/x)=β(~2u/x^2)的一种三速格子Botzmann模型(D1Q3模型)。采用Chapman-Enskog多尺度展开技术,导出了该模型的平衡态分布函数。理论分析和数值算例均表明,该模型方法具有计算量小、精度较高等特点。