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%% 初始化参数Lx100;Ly100;% 网格尺寸tau

6;% 松弛时间rho_l

0;rho_s

8;% 液/固相密度G-

0;% 相间作用强度dx1e-3;dt1e-4;% 空间/时间步长%% 网格初始化fzeros(9,Lx,Ly);% 分布函数rhoones(Lx,Ly)*rho_l;% 初始密度uzeros(2,Lx,Ly);% 速度场%% 定义D2Q9模型参数c[

;

](ref);w[4/91/91/91/91/91/361/361/361/36](ref);cs21/3;%% 相场初始化固液界面phizeros(Lx,Ly);phi(Lx/4:3*Lx/4,Ly/

1;% 固相区域%% 主循环fort1:10000% 计算平衡分布函数[feq,rho,u]compute_feq(rho,u,c,w,cs

;% 碰撞步骤BGK模型ff-(1/tau).*(f-feq);% 引入相变项焓基模型ffG*compute_phase_force(phi,rho);% 迁移步骤fstream(f,c);% 边界条件处理[f,rho,u]apply_boundary(f,rho,u,phi);% 更新宏观量[rho,u]compute_macro(rho,u,c,f);% 可视化ifmod(t,

0imagesc(phi);colorbar;drawnow;endend%% 子函数定义function[feq,rho,u]compute_feq(rho,u,c,w,cs

u2sum(u.^2,

;fori1:9cuc(1,i).*u(1,:)c(2,i).*u(2,:);feq(:,:,i)rho.*w(i).*(13*cu

5*cu.^2-

5*u

;endendfunctionfstream(f,c)fori1:9f(:,:,i)circshift(f(:,:,i),[0,c(1,i),c(2,i)]);endendfunctionFcompute_phase_force(phi,rho)% 伪势模型相间作用力epsilon

01;grad_phigradient(phi);Fepsilon*(3*(grad_phi(:,:,

.^2-grad_phi(:,:,

.^

*phi...4*grad_phi(:,:,

.*grad_phi(:,:,

*rho);endfunction[f,rho,u]apply_boundary(f,rho,u,phi)% 反弹边界条件固体表面wallphi

5;fori1:9f(:,:,i)f(:,:,i).*(

*wall)...f(:,:,mod(i,

9)

.*(2*wall);endend关键实现要点说明双分布函数模型采用Gongchen双分布函数模型通过分离质量守恒和能量方程实现相变过程% 焓基分布函数修正hrho.*cs23/2*(u.^

;feqfeq(h-rho*cs

.*tau*cs2;相场界面追踪使用Cahn-Hilliard方程隐式追踪相界面% 相场演化方程phiphidt*laplacian(-epsilon*laplacian(phi)phi^3-phi);非平衡外推边界处理复杂几何边界时采用非平衡态外推法functionfapply_boundary(f,rho,u,phi)wallphi

5;fori1:9f(:,:,i)f(:,:,i).*(

*wall)...f(:,:,mod(i,

9)

.*(2*wall);endend数值稳定性优化采用MRT碰撞模型降低数值耗散引入速度修正项处理高密度比问题% MRT碰撞模型M[100000000;010000000;001000000;000100000;000010000;000001000;000000100;000000010;000000001];Sdiag([

111110.

50.

50.

5

5]);f_eqM\(S*(M\f));参考代码 实现固液相变过程的格子Boltzmann方法模拟www.youwenfan.com/contentcsq/

html验证与调试建议理论验证对比Rayleigh-Taylor不稳定性和固液界面曲率驱动流动的解析解参数调试% 典型参数范围rho_l/rho_s ∈[

5,10](ref)% 密度比G ∈[-2,0](ref)% 界面张力系数tau ∈[

5,

2](ref)% 松弛时间可视化技巧% 界面曲率计算[kx,ky]gradient(gradient(phi));curvature(kx.^2*ky.^2-kx.*ky.*laplacian(phi))./(kx.^2ky.^2eps);% 三维可视化ppatch(isosurface(phi,

0.

);isovalue

5;isocolorsrho(:,:,

;patch(isosurface(phi,

0.

,FaceColor,interp,EdgeColor,none);colormap(jet);colorbar;

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