CONDICIONES DE CONTORNO DE FLUJOS TOTALMENTE DESARROLLADOS PARAEL MÉTODO DE LATTICE BOLTZMANN

J DOTTORI; G BORONI; M LAZO; C GARCÍA; A CLAUSSE

Buenos Aires

Congreso; MECOM; 2013

AMCA

El método de Lattice  Boltzmann (LBM)  es  un esquema numérico, que opera en un espacio de variables  discretas  vectoriales  internas  con más  grados  de libertad que las  estrictamente necesarias para representar un flujo a nivelmacroscópico. Para contraerla solución a las variables observables se utiliza una función de cierre, llamadaecuación de equilibrio, que asegura una aproximación a segundo grado de las  ecuaciones  de transporte correspondientes.  En particular,  el  modelo de Bhatnagar-GrossKrook  (BGK)  permite simular  las  ecuaciones  de  Navier-Stokes.  Sin  embargo,  las  condiciones  de  contorno  requieren  especial  cuidado  para  conservar  el  orden  de convergencia y  disminuir  el  error  del método. En  este  trabajo  se  presenta  un  estudio  del  tratamiento  de  las  condiciones  de  contorno  de  LBM  a  la salida  de  un  flujo  totalmente  desarrollado.  Se  analizan  los  métodos  más  utilizados  y  se  propone  una  solución  basada  en  la  maximización  de  la  entropía.  Luego  de  realizar  tres  estudios  numéricos  sobre  canales  rectos  con  y  sin  fuerza  transversal,  se  concluyó  que  la  solución  propuesta  permite  obtener mejores  resultados  sobre  las  variables  macroscópicas  observadas  en  problemas  de  flujos desarrollados. De esta manera, se pueden realizarexperimentos con canales de menor longitud, lo cual se traduce en menor costo de memoria ytiempo de procesamiento.