基于动理学模型的多尺度随机粒子方法

发布时间：2022-12-07 17:41

　　传统随机粒子方法的时空离散步长受分子碰撞尺度（分子平均自由程和平均碰撞时间）的限制,当空间和时间离散尺度远大于碰撞特征尺度时,其输运系数的数值误差显著增加,因此如直接利用这类方法对跨流域流动精确求解,其计算效率往往是极低的（如DSMC方法,Fokker-Planck和BGK模型随机粒子方法）。通过对随机粒子方法输运系数离散误差的分析可知,这主要是因为传统算法将模拟分子的运动和碰撞解耦计算引起的。针对这一问题,本文介绍了适合于跨流域流动模拟的多尺度Fokker-Planck和BGK模型随机粒子方法。通过分子运动求解中耦合碰撞作用,在连续流区域,改进的随机粒子方法在较大的时间步长下仍能够满足宏观流体力学方程的输运性质。理论和计算结果显示,多尺度Fokker-Planck和BGK模型随机粒子方法可以高效准确地模拟从稀薄流到连续流的跨流域气体流动。 

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
0 引言
1 随机粒子方法模拟得到的输运系数离散误差
    1.1 DSMC方法
    1.2 BGK模型随机粒子方法
    1.3 Fokker-Planck模型随机粒子方法
2 多尺度随机粒子方法
    2.1 多尺度Fokker-Planck模型随机粒子方法
    2.2 多尺度BGK模型随机粒子方法
    2.3 数值算例比较
        2.3.1 Couette流动
        2.3.2 Sod管流
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
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[3]分区对接网格在跨流域气体运动论统一算法的应用研究[J]. 吴俊林,彭傲平,李志辉,方明.  空气动力学学报. 2015(05)
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[5]典型气动问题试验方法研究的综述[J]. 罗金玲,周丹,康宏琳,王济康.  空气动力学学报. 2014(05)
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本文编号：3712560