基于動(dòng)理學(xué)模型的多尺度隨機(jī)粒子方法
發(fā)布時(shí)間:2022-12-07 17:41
傳統(tǒng)隨機(jī)粒子方法的時(shí)空離散步長(zhǎng)受分子碰撞尺度(分子平均自由程和平均碰撞時(shí)間)的限制,當(dāng)空間和時(shí)間離散尺度遠(yuǎn)大于碰撞特征尺度時(shí),其輸運(yùn)系數(shù)的數(shù)值誤差顯著增加,因此如直接利用這類方法對(duì)跨流域流動(dòng)精確求解,其計(jì)算效率往往是極低的(如DSMC方法,Fokker-Planck和BGK模型隨機(jī)粒子方法)。通過對(duì)隨機(jī)粒子方法輸運(yùn)系數(shù)離散誤差的分析可知,這主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)算法將模擬分子的運(yùn)動(dòng)和碰撞解耦計(jì)算引起的。針對(duì)這一問題,本文介紹了適合于跨流域流動(dòng)模擬的多尺度Fokker-Planck和BGK模型隨機(jī)粒子方法。通過分子運(yùn)動(dòng)求解中耦合碰撞作用,在連續(xù)流區(qū)域,改進(jìn)的隨機(jī)粒子方法在較大的時(shí)間步長(zhǎng)下仍能夠滿足宏觀流體力學(xué)方程的輸運(yùn)性質(zhì)。理論和計(jì)算結(jié)果顯示,多尺度Fokker-Planck和BGK模型隨機(jī)粒子方法可以高效準(zhǔn)確地模擬從稀薄流到連續(xù)流的跨流域氣體流動(dòng)。
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【文章目錄】:
0 引言
1 隨機(jī)粒子方法模擬得到的輸運(yùn)系數(shù)離散誤差
1.1 DSMC方法
1.2 BGK模型隨機(jī)粒子方法
1.3 Fokker-Planck模型隨機(jī)粒子方法
2 多尺度隨機(jī)粒子方法
2.1 多尺度Fokker-Planck模型隨機(jī)粒子方法
2.2 多尺度BGK模型隨機(jī)粒子方法
2.3 數(shù)值算例比較
2.3.1 Couette流動(dòng)
2.3.2 Sod管流
3 結(jié)論
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]球錐鈍頭體再入稀薄氣體電離過程三維DSMC模擬與驗(yàn)證[J]. 方明,李志輝,李中華,田穎. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]稀薄氣體動(dòng)力學(xué)矩方法研究綜述[J]. 陳偉芳,趙文文,江中正,劉華林. 氣體物理. 2016(05)
[3]分區(qū)對(duì)接網(wǎng)格在跨流域氣體運(yùn)動(dòng)論統(tǒng)一算法的應(yīng)用研究[J]. 吳俊林,彭傲平,李志輝,方明. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[4]跨流域高超聲速繞流Boltzmann模型方程并行算法[J]. 李志輝,吳俊林,蔣新宇,馬強(qiáng). 航空學(xué)報(bào). 2015(01)
[5]典型氣動(dòng)問題試驗(yàn)方法研究的綜述[J]. 羅金玲,周丹,康宏琳,王濟(jì)康. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[6]稀薄流到連續(xù)流的氣體運(yùn)動(dòng)論統(tǒng)一算法研究[J]. 李志輝,張涵信. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2003(03)
本文編號(hào):3712560
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【文章目錄】:
0 引言
1 隨機(jī)粒子方法模擬得到的輸運(yùn)系數(shù)離散誤差
1.1 DSMC方法
1.2 BGK模型隨機(jī)粒子方法
1.3 Fokker-Planck模型隨機(jī)粒子方法
2 多尺度隨機(jī)粒子方法
2.1 多尺度Fokker-Planck模型隨機(jī)粒子方法
2.2 多尺度BGK模型隨機(jī)粒子方法
2.3 數(shù)值算例比較
2.3.1 Couette流動(dòng)
2.3.2 Sod管流
3 結(jié)論
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]球錐鈍頭體再入稀薄氣體電離過程三維DSMC模擬與驗(yàn)證[J]. 方明,李志輝,李中華,田穎. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]稀薄氣體動(dòng)力學(xué)矩方法研究綜述[J]. 陳偉芳,趙文文,江中正,劉華林. 氣體物理. 2016(05)
[3]分區(qū)對(duì)接網(wǎng)格在跨流域氣體運(yùn)動(dòng)論統(tǒng)一算法的應(yīng)用研究[J]. 吳俊林,彭傲平,李志輝,方明. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2015(05)
[4]跨流域高超聲速繞流Boltzmann模型方程并行算法[J]. 李志輝,吳俊林,蔣新宇,馬強(qiáng). 航空學(xué)報(bào). 2015(01)
[5]典型氣動(dòng)問題試驗(yàn)方法研究的綜述[J]. 羅金玲,周丹,康宏琳,王濟(jì)康. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[6]稀薄流到連續(xù)流的氣體運(yùn)動(dòng)論統(tǒng)一算法研究[J]. 李志輝,張涵信. 空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào). 2003(03)
本文編號(hào):3712560
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