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MATLAB LBM D2Q9圆柱绕流实时模拟系统

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  • 标      签: LBM D2Q9 圆柱绕流

资 源 简 介

本项目采用MATLAB实现基于LBM的D2Q9圆柱绕流模拟,可实时可视化流体流动过程,包括流线分布与涡旋演化的动态演示。代码结构简洁,适合流体力学初学者学习和实验。

详 情 说 明

基于LBM的D2Q9模型圆柱绕流实时可视化模拟系统

项目介绍

本项目实现了一个简化的格子玻尔兹曼方法圆柱绕流模拟系统,采用D2Q9离散速度模型。该系统专门为流体力学初学者设计,通过简洁清晰的代码结构展示流体在圆柱周围的流动特性,包括流线分布、涡旋形成等典型流体力学现象。用户可实时交互观察不同雷诺数下的流场演化过程,深入理解LBM方法的基本原理和应用。

功能特性

  • 实时可视化:动态显示速度场流线图和涡量云图
  • 参数可调:支持圆柱直径、位置、雷诺数等关键参数灵活配置
  • 交互式观察:运行时可通过调节参数观察流场瞬时变化
  • 物理量计算:实时计算并显示雷诺数、圆柱表面压力分布和阻力系数
  • 数据输出:支持流场数据导出和流动过程动画保存(GIF/AVI格式)

使用方法

  1. 参数设置:在代码中配置以下输入参数:
- 圆柱参数:直径(像素)、中心坐标 - 流体参数:雷诺数(通过流速和黏度调节) - 计算域:网格尺寸(如200×100) - 边界条件:入口流速、出口边界类型 - 模拟参数:时间步长、总模拟步数

  1. 运行模拟:执行主程序启动实时可视化窗口

  1. 交互观察:在模拟过程中可调整参数观察流场变化

  1. 结果保存:支持将流动演化过程保存为动画文件

系统要求

  • MATLAB R2018b或更高版本
  • 推荐内存:4GB以上
  • 支持实时图形显示的系统

文件说明

主程序文件整合了完整的模拟流程,包含以下核心功能:初始化流场变量和计算参数、构建圆柱障碍物几何模型、实施格子玻尔兹曼方法的碰撞与迁移过程、处理进出口及固壁边界条件、计算关键流体力学指标如涡量和阻力系数、实现流场演化的实时动态可视化展示、支持用户交互参数调整功能、提供模拟数据记录与动画输出能力。