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格子玻尔兹曼方法在流动传质方向的应用
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宏观流体力学表明流体流动的基本规律,微观统计力学揭示流体流动的本质。相应地存在两种研究流体流动的方法:基于宏观层次的连续介质方法,由此导出了Nawer-Stokes方程:基于微观层次的统计力学方法,即有Boltzmann方程。流体的微观结构和运动在时间和空间上表现出不均匀性、随机性和离散性。而流体的宏观状态通常总是呈现均匀性、连续性和确定性。由此,虽然流体的宏观力学性质由微观粒子的运动所决定,但具体的微观运动无关紧要,并不影响流体质量、动量和能量的守恒性。不同的微观相互作用能得到相同的宏观方程。格子玻尔兹曼方法是一种介观方法。它的理论基础是,流体由流体分子构成,流体的宏观运动是分子微观运动的平均结果。它的基本思想是构造一个简化的动力学模型,该模型在满足宏观上的质量守恒,动量守恒以及能量守恒等基本物理规律的同时,摒弃了微观层次的分子动力学理论中大量分子带来的庞大的计算量的限制。
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