用Wolfram语言建立基于格子玻尔兹曼的风洞

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摘要:用Wolfram语言建立基于格子玻尔兹曼的风洞导语Paritosh是Wolfram的核心开发人员，利用业余时间使用Mathematica来研究并模拟流体动力学问题，开发了WindTunnel2DLBM程序包(https://blog.wolfram.com/data/uploads/2019/10/WindTunnel2DLBM.zip)。LBM与IBM的结合使用，对研究和分析流体流动是一个很好的工具。借助Mathematica的内置函数，实现数字风洞的组装变得非常简单。我在学生时代学习流体动力学时，学的都是复杂的方程式以及各种简化和处理这些方程式的方法，以获得某个结果。遗憾的是，当要获得流体在不同情况下如何流动的直观感受时，这让想象力几乎没有什么空间发挥。当我上完第一节实验流体动力学课后，我了解了如何使用不同的可视化技术来定性地了解流体行为。这些可视化方式提供了一种创造性地查看流体的方法，并且，效果令人惊艳。所有这些实验和可视化都在风洞(windtunnel)内进行的。创建我们的计算型风洞风洞是实验流体力学研究人员用来研究物体在空气（或任何其他流体）中移动时所产生的影响的设备。由于物体本身无法在管道内移动，因此通常采用高速风扇提供可控气流，而将物体放置在气流路径中，从而产生与物体在静止空气中移动相同的效果。这种实验对于理解物体的空气动力学非常有用。风洞有不同的类型。最简单的风洞是空心管或方盒，该风洞的一端装有风扇，另一端是敞开的，这种风洞称为开放式回风风洞。从实验上讲，这种风洞不是最有效或最可靠的，却很适合构建一个计算型风洞（这正是我们这篇博文要实现的

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