Lattice Boltzmann Verfahren
Das Programm LBsim3D (Lattice-Boltzmann simulation 3D) basiert auf der Lattice-Boltzmann-Methode und dient der direkten numerischen Simulation von dispersen Fluid-Feststoff-Strömungen unter Einwirkung elektrischer und thermischer Felder.
Merkmale und implementierte Modelle:
1. Strömungslöser:
- Strukturierte äquidistante und nicht-äquidistante 3D-Rechengitter
- Diskretisierung des Geschwindigkeitsraums mit dem D3Q19-Modell
- Single-Relaxation-Time Kollisionsoperator auf Basis der BGK-Methode
- Laminare und turbulente Strömungen (spektrale Anregung homogener isotroper Turbulenz)
2. Behandlung numerisch hochaufgelöster Partikeloberflächen:
- Gekrümmte Wandrandbedingung für komplexe Morphologien
- Generierung und Charakterisierung von Agglomeraten
- Kraft- und Beiwertbestimmung von beliebigen Partikeln
- Lagrangesches Partikel-Tracking (Translation und Rotation)
- Laufende Arbeiten: Kollision und Agglomeration von Partikeln
3. Lagrangesches Tracking von Punktpartikeln:
- Stationäres und instationäres Partikel-Tracking
- Berücksichtigte Kräfte am Partikel: Widerstand*, Erdbeschleunigung, Auftrieb, Druckgradient, Virtuelle Masse, Basset, Saffman, Magnus, Brownsche Bewegung*, Elektrische Feldkraft (*Berücksichtigung der Cunningham-Korrektur)
- Partikelrotation
- Verschiedene Injektionsmethoden
- Deterministisches Partikel-Partikel-Kollisionsmodell
- Deterministisches Partikel-Wand-Depositionsmodell
4. Löser für das Temperaturfeld:
- Hybride Temperatur-Lattice-Boltzmann-Methode (Finite-Differenzen-Verfahren)
- Stationäre und instationäre Kopplung
5. Löser für das elektrische Feld:
- Lösung der Laplace-Gleichung (Finite-Differenzen-Verfahren)