统一气体动理学格式的一种简化
流体动力学
2016-08-31 v1
摘要
统一气体动理学格式（UGKS）是求解动力学方程的渐近保持格式。它在过渡流模拟中表现优越，并在过去几年得到验证。然而，与求解动力学方程的经典数值方法——著名的离散坐标法（DOM）相比，UGKS 需要更多的计算资源。在本研究中，我们提出了统一气体动理学格式的一种简化。它允许几乎与 DOM 相同的数值代价，但预测的数值结果与 UGKS 一样精确。基于 UGKS 通量的平衡部分可以解析求解这一观察，UGKS 通量中的平衡部分无需在速度空间离散。在简化格式中，速度分布函数的数值通量与宏观守恒量的数值通量被分别求解。该简化等价于 Navier-Stokes（NS）方程的气体动理学格式与传统离散坐标法的通量混合。我们测试了几种简化策略，借此可以识别 Navier-Stokes 渐近保持性质的关键要素。数值测试表明，只要碰撞效应被纳入宏观数值通量，该数值格式就是 Navier-Stokes 渐近保持的，而不管速度分布函数的微观数值通量的精度如何。
引用
@article{arxiv.1602.02224,
title = {A simplification of the unified gas kinetic scheme},
author = {Songze Chen and Zhaoli Guo and Kun Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.02224},
year = {2016}
}