O método de rede Boltzmann (LBM), que se originou de autômatos de gás de rede (LGA), tornou-se um esquema numérico eficaz e atraente em dinâmica de fluidos computacional (CFD).

O LBM convencional acopla a grade do domínio computacional a uma grade cartesiana uniforme e as velocidades discretas, tendo uma forma simples e alcançando uma precisão de segunda ordem no espaço. Contudo, o LBM convencional não consegue capturar bem os limites curvos devido à sua estrutura de grade uniforme. Ele tem que gerar várias grades para resolver os mecanismos físicos.

Em um estudo publicado no Jornal Internacional de Transferência de Calor e Massa , cientistas dos Institutos de Tecnologia Avançada de Shenzhen (SIAT) da Academia Chinesa de Ciências adotaram o volume finito (FV) -LBM para simular o fluxo térmico incompressível em redes não estruturadas, e propôs um método de Boltzmann de rede térmica FV centrada em célula paralela, que tem o potencial de simular fluxos em domínios complicados.

Para simular o fluxo térmico, uma função de distribuição dupla (DDF) LBM para fluxos térmicos foi empregada. Além das funções de distribuição de partículas (PDFs), o modelo inclui funções de distribuição de temperatura, que foram aplicados para simular o campo de temperatura.

O método FV foi empregado para discretizar a temperatura DDF LBM (TLBM) com o modelo de velocidade discreta D2Q9 e o modelo de colisão Bhatnagar-Gross-Krook (BGK) para simular fluxos convectivos em grades não estruturadas. Para simular um campo de fluxo complexo em grande escala e reduzir o tempo computacional, um algoritmo paralelo para o FV-TLBM em grades não estruturadas foi desenvolvido.

Os resultados obtidos do FV-TLBM concordam bem com estudos anteriores. A análise de desempenho de experimentos numéricos paralelos mostrou que o algoritmo paralelo tem escalabilidade considerável e que a eficiência pode chegar a 96,79% em 6000 processos.

Para a próxima etapa, a equipe se concentrará na simulação de fluxos convectivos térmicos com limites complicados.