基于格子Boltzmann方法的污染物遷移擴散的模擬.pdf

1、湖泊是我國最重要的水資源之一。隨著工業(yè)化的發(fā)展,水環(huán)境污染日益突出,尤其是湖泊的污染日益加重,嚴重影響了人們的生活健康環(huán)境及制約社會經濟的發(fā)展,對湖泊污染問題的研究已迫在眉睫,特別是對湖泊污染物遷移擴散進行研究,可以進一步認清人類活動對環(huán)境帶來的影響和強化人們對湖泊污染現(xiàn)狀的理性認識,掌握污染物分布及變化規(guī)律,為水環(huán)境容量計算、水質改善與水網調度等提供基礎。
　　在對湖泊污染物遷移擴散進行研究的數(shù)值模擬方法中,傳統(tǒng)的數(shù)值方法如有限

2、元、有限體積法在水質模擬方面取得了巨大的成功和廣泛應用的同時,也暴露出很多問題,隨著所研究問題的復雜性和數(shù)值模擬精度的高要求性等,元胞自動機中的格子 Boltzmnn方法以其算法結構簡單、邊界處理容易、支持并行計算等優(yōu)點成為研究的焦點,它把現(xiàn)實自然界中巨量的粒子間的復雜的碰撞運動用簡單的松弛方法、分布函數(shù)等進行處理,對微觀粒子運動的模擬取得了很好的效果。
　　本文系統(tǒng)地研究了格子自動機中的格子Boltzmann方法。本論文首先介紹

3、了水環(huán)境數(shù)學模型國內外研究概況及水污染遷移擴散的數(shù)值模擬方法,重點講解了格子Boltzmnan方法及其在水污染模擬中的應用;然后對格子Boltzmann方法的原理、H平衡原理、格子方程及D2Q9模型進行了闡述,以格子方法和D2Q9模型為理論基礎,結合大東湖湖泊實際情況,建立了基于格子Boltzmann方法的污染物遷移擴散模型,污染物粒子采用的是九速度模型,粒子間的碰撞采用的是單松弛處理方法,通過坐標變化、區(qū)域網格提取等建立離散網格圖層實