Numeryczne modelowanie rozkładu prędkości przepływu wody w korycie z elementami sztywnymi przy użyciu metody gazu sieciowego Boltzmanna

• Autorzy: Gac J. M.

Warianty tytułu

EN

Numerical modeling of the water velocity profiles in open channel flow with submerged rigid stems by use of lattice Boltzmann method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zaprezentowano metodę gazu sieciowego Boltzmanna jako efektywne narzędzie numeryczne, pozwalające wyznaczyć rozkłady prędkości wody w korytach z elementami sztywnymi. Wyniki otrzymane dla przypadku równomiernego rozmieszczenia elementów zostały porównane z wynikami otrzymanymi przy użyciu innych metod numerycznych, wykazując dobrą zgodność jakościową. Omawiana metoda została także zastosowana do przypadków nierównomiernego rozmieszczenia elementów oraz elementów o niejednakowej wysokości – przedstawione zostały profile prędkości dla tych przypadków.

EN

The lattice Boltzmann method is presented as an efficient tool for computation the velocity profiles in open channel flow with rigid stems. The results obtained for regular distribution of stems are compared with the results obtained by means of other methods giving good quantitative agreement. The lattice Boltzmann method is also applied for the cases of nonuniform distribution of stems or stems with nonequal height and the velocity profiles for these cases are also computed.

Słowa kluczowe

PL

rozkład prędkości przepływu; opływ elementów sztywnych; modelowanie numeryczne; metoda gazu sieciowego Boltzmanna

EN

velocity profile; emergent flow; rigid stems; numerical modelling; lattice Boltzmann method

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 20, No. 4
• Strony: 294--303
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Gac J. M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Chemicznej i Procesowej, Katedra Inżynierii Procesów Zintegrowanych, ul. L. Waryńskiego 1, 00-645 Warszawa, Poland

Bibliografia

• BHATNAGAR P.L., GROSS E.P., KROOK M. 1954: A model for collision processes in gases. I. Small amplitude processes in charged and neutral one-component systems. Physical Review 94: 511–525.
• CHEN D., DOOLEN G.D. 1998: Lattice Boltzmann method for fluid flows. Annual Review of Fluid Mechanics 30: 329–364.
• CHEN S. 2009: A large-eddy-based lattice Boltzmann model for turbulent flow simulation. Applied Mathematics and Computation 215: 591–598.
• CZERNUSZENKO W., ROWIŃSKI P. 1994: Współczesne modele matematyczne procesów transportu i mieszania zanieczyszczeń w rzekach. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa.
• FERNANDINO M., BERONOV K., YTREHUS T. 2009: Large eddy simulation of turbulent open duct flow using a lattice Boltzmann approach. Mathematics and Computers in Simulation 79: 1520–1526.
• HE X., LUO L.-S. 1997: Lattice Boltzmann model for the incompressible Navier-Stokes equation. Journal of Statistical Physics 88: 927–944.
• HUAI W.X., ZENG Y.H., XU Z.G., YANG Z.H. 2009: Three-layer model for vertical velocity distribution in open channel flow with submerged rigid vegetation. Advances in Water Resources 32: 487–492.
• KUBRAK E. 2006: Opis rozkładu prędkości przepływu wody w korycie z elementami sprężystymi. Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska 2 (34): 90–98.
• KUBRAK E., WIELGOSZ P. 2008: Rozkłady prędkości wody w korytach z elementami sprężystymi. Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska 3 (41): 3–11.
• LANDAU L.D., LIFSZYC E.M. 1971: Fizyka statystyczna. PWN, Warszawa.
• McNAMARA G., ZANETTI G. 1988: Use of the Boltzmann equation to simulate lattice gas automata. Physical Review Letters 761: 2332–2335.
• PALMER B.J., RECTOR D.R. 2000: Lattice Boltzmann algorithm for simulating thermal flow in compressible fluids. Journal of Computational Physics 161: 1–20.
• PROSNAK W.J. 2006: Równania klasycznej mechaniki płynów. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• QIAN Y.H., d’HUMIERES D., LALLEMAND P. 1992: Lattice BGK models for Navier-Stokes equation. Europhysics Letters 17: 479–484.
• ZOU Q., HE X. 1997: On pressure and velocity boundary conditions for the lattice Boltzmann BGK model. Physics of Fluids 9: 1591–1598.