格子ボルツマン法入門 第2版 複雑境界および移動境界流れの数値計算法

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はじめに
改訂に際して

第1章 格子ボルツマン法(LBM)
1.1 格子気体モデル
1.2 基礎方程式
1.3 衝突項の取り扱い
1.4 局所平衡分布関数
1.5 流体力学的方程式の導出
1.6 外力項を加えたLBM
1.7 非圧縮の局所平衡分布関数
1.8 熱移動を伴う流れ
1.9 音響場の方程式
1.10 LBMから派生した方法
1.11 境界条件
1.12 LBM の計算アルゴリズム
1.13 数値計算例
1.13.1 数値計算精度の確認
1.13.2 多孔質内流れ
1.13.3 レイリー・ベナール対流

第2章 lattice kineticスキーム
2.1 LKS
2.2 LWACM
2.3 改良LKS
2.4 体積粘性係数
2.5 境界条件
2.6 改良LKSの計算アルゴリズム
2.7 数値計算例
2.7.1 2次元正方形領域内の熱対流
2.7.2 テイラー・グリーン渦
2.7.3 二重せん断層
2.8 改良LKSとMRT-LBMの比較

第3章 埋め込み境界-格子ボルツマン法(IB-LBM)
3.1 LBMを用いた移動境界流れの計算方法
3.2 埋め込み境界法(IBM)の考え方
3.3 外力項を加えた LBM(フラクショナル・ステップ法)
3.4 埋め込み境界法(IBM)の定式化
3.5 移動物体に作用する力およびトルク
3.6 境界点の移動
3.7 IB-LBMの計算アルゴリズム
3.8 熱を考慮した埋め込み境界–格子ボルツマン法(熱 IB-LBM)
3.9 マルチブロック格子法
3.10 数値計算例
3.10.1 楕円柱の自由落下
3.10.2 高温流路中の低温円柱の自由落下
3.10.3 氷スラリー流の熱流動
3.10.4 蝶の前進飛翔
3.10.5 蝶の飛び立ち
3.10.6 トンボの急旋回飛翔

第4章 二相系格子ボルツマン法(二相系 LBM)
4.1 二相系LBMの分類
4.2 自由エネルギーモデル
4.3 LKS によるφの計算
4.4 物体表面における濡れ性(φ の境界条件)
4.5 等密度の二相系LBM
4.6 大きな密度比の圧力の計算方法
4.7 高密度比の二相系LBM
4.8 高密度比の二相系LBMの計算アルゴリズム
4.9 高密度比の二相系LBM(2004年の方法)
4.10 数値計算例
4.10.1 せん断流れ場中の液滴の変形・分裂
4.10.2 二相ポアズイユ流
4.10.3 液滴衝突
4.10.4 ミルククラウン

付録A 無次元変数の定義
付録B D3Q19モデルとD3Q27モデル
付録C 可解条件(1.34)および(1.35)式について
付録D Chapman–Enskog展開
付録E 2次精度のLBM
付録F RLBMとLKSの関係
付録G MRTモデルを用いたLBM(MRT-LBM)
G.1 定式化
G.2 漸近解析(S展開)
付録H 粒子速度ciの総和に関する公式
付録I lattice units
付録J プログラム例
J.1 円柱を過ぎる流れ
J.2 静止液滴
J.3 2次元ポアズイユ流

あとがき
参考文献
索引