力学奥林匹亚第5讲-陈力老师“格子Boltzmann方法简介及编程实战”讲座成功举办

来源: 作者: 时间:2019-11-15 

2019年11月14日上午10:15,由力学技术研究院主办的“力学奥林匹亚”(第五讲)之“格子Boltzmann方法简介及编程实战”在逸夫楼IMT办公室举行。本期讲座的主讲人为西安建筑科技大学陈力老师。IMT教师代表、研究生及全校范围内感兴趣的其他老师学生参加了本次讲座。

陈力老师就格子Boltzmann方法(LBM)及编程应用展开了报告,详细讲述了LBM的理论基础,并以真实案例讲解C/C++编写的程序,进一步介绍了LBM在研究工作中的应用。

此次报告具体内容分为五个部分“流体运动模型简介”、“LBM简介”、“编程实战”、“运动边界的研究”、以及“小结与展望”。陈老师首先从流体运动的数学模型引入,分别讲述了其对应的数值方法及应用范围,接着着重介绍了介观动理学方法及Boltzmann方程。在“LBM简介”中,陈老师详细讲述了格子Boltzmann方程与Boltzmann方程、N-S方程的关系,LBM可以看作是求解连续Boltzmann方程的一种离散格式,也可以在一定条件下作为N-S方程的求解器。陈老师通过一个BGK-D2Q9模型时空演化过程的动画演示,生动形象地向大家展示了LBM方法的演化方程以及相应的运算过程,让大家对此方法有了一个初步认识。随之渐渐深入,介绍了两类LBM边界条件—启发边界格式和外推边界格式,并给出了LBM的计算步骤。

在“编程实战”部分,陈老师首先分享了编程学习经验,分析比较了编译程序和解释程序的优缺点,为大家提供了一个很好的参考。接着以二维方腔驱动流问题为例,展示了LBM方法的具体代码编写过程与注意事项,让大家对LBM方法有了触手可及的感受。并分享了一些实用的LBM开源软件,方便同学们参考学习。在“运动边界的研究”部分,陈老师以噪声工程预报为例说明了动边界研究的重要意义。介绍了两类动边界“反弹格式”和“浸没边界格式”的计算方法、优缺点以及适用性。随后,陈老师结合自己的研究经历讲述了在应用LBM方法的过程中遇到的一些问题,以及如何通过一步步的思考和探索找到解决办法。让我们深刻体会到作为科研工作者身上所应具有的“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”的孜孜不倦的求知精神。最后,陈老师提出了一个科研时间循环即文献阅读、实践积累和创新三者的不断循环以及思维空间知识树的概念。展示了自己的科研心得,并对之后的LBM的发展及科研工作提出了展望。至此,报告结束。

最后,孙博华院士对陈老师的讲座进行了点评,对讲座效果表示了肯定。讲座提问环节,我院教师及学生就科研上的创新、累积以及LBM的问题等,同陈老师进行了探讨。IMT研究生在这种创新、交流、自由的学术氛围中获得了沟通、理解和提升。

“力学奥林匹亚”讲座掠影