Integrando un método de función de base radial estabilizado con el método de Boltzmann en retícula
Autores: Bawazeer, Saleh A.; Baakeem, Saleh S.; Mohamad, Abdulmajeed A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Integrando un método de función de base radial estabilizado con el método de Boltzmann en retícula
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Método de Boltzmann de malla
Colisión
Transmisión
Interpolación sin malla de alto orden
Función de base radial
Problemas de estabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El método de Boltzmann en red (LBM) tiene dos pasos clave: colisión y propagación. En un LBM convencional, la propagación es exacta, donde cada función de distribución se desplaza perfectamente al nodo vecino en el arreglo de malla uniforme. Esta ventaja puede limitar la aplicabilidad del método a problemas con geometrías complejas. Para superar este problema, se propone un enfoque de interpolación sin malla de alto orden para manejar el paso de propagación. Debido a su alta precisión, la función de base radial (RBF) es uno de los métodos populares utilizados para la interpolación. En general, los enfoques basados en RBF sufren algunos problemas de estabilidad, donde su estabilidad depende fuertemente del parámetro de forma del RBF. En el trabajo actual, se utiliza un enfoque de RBF estabilizado para manejar la propagación. El enfoque de RBF estabilizado tiene una débil dependencia del parámetro de forma, lo que mejora la estabilidad del método y reduce la dependencia del parámetro de forma. Tanto el método de RBF estabilizado como la propagación del LBM se utilizan para resolver tres problemas de referencia. Los resultados del método estabilizado y del LBM de propagación perfecta se comparan con soluciones analíticas o resultados publicados. Se observan excelentes acuerdos, con una ligera ventaja para el enfoque estabilizado. Además, se compara el costo computacional, donde se observa una diferencia marginal a favor de la propagación del LBM. En conclusión, se podría afirmar que el método estabilizado es una alternativa viable a la propagación del LBM para manejar tanto geometrías simples como complejas.
Descripción
El método de Boltzmann en red (LBM) tiene dos pasos clave: colisión y propagación. En un LBM convencional, la propagación es exacta, donde cada función de distribución se desplaza perfectamente al nodo vecino en el arreglo de malla uniforme. Esta ventaja puede limitar la aplicabilidad del método a problemas con geometrías complejas. Para superar este problema, se propone un enfoque de interpolación sin malla de alto orden para manejar el paso de propagación. Debido a su alta precisión, la función de base radial (RBF) es uno de los métodos populares utilizados para la interpolación. En general, los enfoques basados en RBF sufren algunos problemas de estabilidad, donde su estabilidad depende fuertemente del parámetro de forma del RBF. En el trabajo actual, se utiliza un enfoque de RBF estabilizado para manejar la propagación. El enfoque de RBF estabilizado tiene una débil dependencia del parámetro de forma, lo que mejora la estabilidad del método y reduce la dependencia del parámetro de forma. Tanto el método de RBF estabilizado como la propagación del LBM se utilizan para resolver tres problemas de referencia. Los resultados del método estabilizado y del LBM de propagación perfecta se comparan con soluciones analíticas o resultados publicados. Se observan excelentes acuerdos, con una ligera ventaja para el enfoque estabilizado. Además, se compara el costo computacional, donde se observa una diferencia marginal a favor de la propagación del LBM. En conclusión, se podría afirmar que el método estabilizado es una alternativa viable a la propagación del LBM para manejar tanto geometrías simples como complejas.