DSMC 与 DSBGK 方法的比较

Jun Li

DSMC 与 DSBGK 方法的比较

计算物理 2012-07-05 v1 数据分析、统计与概率

作者: Jun Li

摘要

近期，基于 BGK 方程提出了 DSBGK 方法（注：原名称 DS-BGK 为简便起见改为 DSBGK），以降低低速稀薄气体流动模拟中的随机噪声；在该工况下，由于偏离平衡态较小，噪声在瞬态结果中占据主导，使得传统 DSMC 模拟耗时较长。在 DSMC 和 DSBGK 模拟中，模拟分子随机且频繁地进出网格。因此，每个特定网格内分子的瞬态信息包含显著噪声。DSMC 方法使用分子变量的瞬态值来计算网格变量（包括数密度、流动速度和温度），因此其网格变量中的随机噪声非常显著，在低速情况下尤为明显。在 DSBGK 模拟中，基于分子间碰撞过程的质量、动量和能量守恒原理，使用分子变量的增量而非瞬态信息来更新网格变量。这种更新方案显著降低了 DSBGK 模拟中网格变量的噪声，因为分子变量通过接受-拒绝方案的插值得到了平滑更新，其增量包含较低的噪声。本文给出了 DSMC 和 DSBGK 方法在算法和结果上的详细比较。通过模拟若干基准问题，并以 DSMC 方法为基准进行对比，验证了 DSBGK 方法。

关键词

DSMC 方法 DSBGK 方法 BGK 方程稀薄气体流动随机噪声低速模拟

引用

@article{arxiv.1207.1040,
  title  = {Comparison between the DSMC and DSBGK Methods},
  author = {Jun Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1207.1040},
  year   = {2012}
}

备注

Theoretical analysis of algorithms and detailed comparison of simulation results

DSMC 与 DSBGK 方法的比较

摘要

关键词

引用

备注

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