非结构网格上求解含各向同性散射过程的频率相关辐射转移方程的统一气体动理学粒子方法
计算物理
2023-02-17 v1 数值分析
数值分析
摘要
本文我们将统一气体动理学粒子(UGKP)方法推广至包含吸收-发射与散射过程的频率相关辐射转移方程。扩展后的UGKP方法不仅能捕捉扩散极限与自由输运极限，还能在上述两极限之间的过渡区域内于物理空间与频率空间提供光滑过渡。所提格式具有渐近保持、区域自适应与熵保持的性质，使其成为多尺度光子输运问题模拟中准确且高效的格式。格式构造的方法论是宏观能量方程与微观辐射强度方程的耦合演化，其中宏观能量方程中的数值通量与微观辐射强度方程中的封闭均基于积分解构造。数值耗散与计算复杂度均得到良好控制，尤其在光学厚区域。我们开发了通用非结构网格上的二维多线程代码。若干数值测试已被模拟以验证该数值格式与代码，覆盖了广泛的流态范围。我们所开发的数值格式与代码在高能量密度工程应用中需求迫切且适用广泛。
引用
@article{arxiv.2302.07943,
title = {A unified gas-kinetic particle method for frequency-dependent radiative transfer equations with isotropic scattering process on unstructured mesh},
author = {Yuan Hu and Chang Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.07943},
year = {2023}
}