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Natural Convection from Inclined Square Cylinder Using Novel Flexible Forcing IB-LBM Approach

机译：使用新型柔性强迫IB-LBM方法的斜方筒自然对流

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AbstractA novel flexible forcing immersed boundary (IB) – lattice Boltzmann method (LBM) – is introduced in this article to simulate a complex natural convection phenomenon. In the conventional IB-LBM schemes, the explicit computation of force density may not ensure the exact no-slip velocityo-jump temperature boundary condition. This produces unphysical streamline/isotherm penetration into the solid object. In the proposed formulation, an implicit approach is suggested to calculate the force density. Using a single Lagrangian correction term, the velocity and temperature boundary condition is accurately satisfied. The developed numerical scheme is applied to analyze a thermal flow situation in an annulus, formed by a hot inclined square cylinder and a cold enclosure. Flow pattern and heat transfer rate at different inclination angles (0θ45 deg) are investigated for a wide range of Rayleigh numbers (Ra) (103 – 106). The observed results confirm that the local heat transfer rate is influenced by θ and Ra.
机译：摘要本文介绍了一种新颖的柔性强迫浸入边界（IB）–格子Boltzmann方法（LBM），以模拟复杂的自然对流现象。在传统的IB-LBM方案中，力密度的显式计算可能无法确保准确的防滑速度/无跳温度边界条件。这会产生非物理的流线/等温线渗透到固体物体中。在提出的公式中，建议使用隐式方法来计算力密度。使用单个拉格朗日校正项，可以准确满足速度和温度边界条件。所开发的数值方案被用于分析由热倾斜方筒和冷外壳形成的环空中的热流情况。对于较大的瑞利数（Ra）（103 – 106），研究了不同倾角（0 <θ<45度）时的流动模式和传热速率。观察结果证实，局部传热率受θ和Ra的影响。

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