南京大学学报(自然科学版) ›› 2011, Vol. 47 ›› Issue (3): 276280.
蒋建国, 吴吉春**
Jiang Jian Guo, Wu J i Chun
摘要: 本文提出了全新的格子行走方法求解对流扩散方程. 对流扩散方程广泛应用于水中污染物的运移模拟. 然而在对流占优的情况下, 常用的求解对流扩散方程的有限差分方法和有限元法会出现严重
的数值弥散和数值振荡等不良数值现象. 本文提出的格子行走方法, 综合了随机行走方法( random walkmethod) 和格点玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method)的优点, 有效克服了对流占优条件下的数值弥
散现象. 在给定格子长度和时间步长的情况下, 格子行走方法所能计算的流速范围远远超过了有限差分方法的适用范围. 格子行走方法构建了相邻时刻格点上溶质分布的转移矩阵(transition matrix) , 使得格
点上的离散分布与高斯分布的 0- 2 阶矩相等. 通过转移矩阵, 可以直接计算溶质分布随时间的变化过程. 本文用一维瞬时点源模型和一维连续点源模型检验了格子行走方法的适用性. 计算结果显示格子行
走方法得到的结果与解析解吻合得非常好, 而运用有限差分方法却出现严重的数值弥散.
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