یک شرط مرزی منحنی ساده شده در مرزهای ساکن یا متحرک برای روش بولتزمن شبکه‌ای

چکیده مقاله

روش بولتزمن شبکه‌ای یکی از زیرشاخه‌های دینامیک سیالات محاسباتی است. با وجود اینکه این روش زمینه ریاضی پیچیده‌ای دارد، روابط نهایی نسبتا ساده‌ای بر آن حکمفرماست، لذا برنامه رایانه‌ای ساده‌تری نسبت به روش‌های مرسوم دینامیک سیالات محاسباتی نیاز دارد. با توجه به ویژگی‌های روش بولتزمن شبکه‌ای برای پردازش موازی، این روش به عنوان روشی کارآمد برای شبیه‌سازی جریان سیال در هندسه‌های پیچیده، که نیاز به حافظه محاسباتی زیادی دارند، در نظر گرفته می‌شود. به‌خاطر وجود مرزهای منحنی در هندسه‌های پیچیده، یافتن شرط مرزی مناسب در روش بولتزمن شبکه‌ای اجتناب‌ناپذیر است. برای این منظور کارهای زیادی انجام شده است و شرایط مرزی مختلفی پیشنهاد شده‌اند. در کار حاضر، ابتدا تعدادی از شرایط مرزی منحنی مرور و سپس شرط مرزی ساده شده‌ای پیشنهاد شده است. برنامه‌ای رایانه‌ای به زبان فرترن، بر مبنای روش بولتزمن شبکه‌ای تهیه شده، که شرط مرزی پیشنهادی به همراه چند شرط مرزی دیگر در آن اعمال شده است. برای بررسی صحت و دقت شرط مرزی پیشنهادی، جریان داخل حفره دوبعدی شبیه‌سازی و با نتایج عددی موجود مقایسه شده است. تطابق نتایج حاصل از کار حاضر با نتایج محققین قبلی، صحت برنامه تهیه شده را تایید می‌نماید. همچنین دو جریان سیال، یکی جریان اطراف استوانه ساکن در کانالی دوبعدی و دیگری جریان بین دو استوانه ساکن و متحرک، شبیه‌سازی شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی‌ها با شرط مرزی پیشنهادی، به‌همراه نتایج شرایط مرزی قبلی، با نتایج در دسترس مقایسه شده است. مقایسه‌ها نشان می‌دهند که جواب‌هایی با دقت مناسب توسط شرط مرزی پیشنهادی بدست آمده است.