基于耦合离散统一气体动理学格式 (CDUGKS) 的计算流体动力学
天体物理仪器与方法
2023-04-25 v2 流体动力学
摘要
在本文中，我们介绍 https://journals.aps.org/pre/abstract/10.1103/PhysRevE.98.053310 中耦合离散统一气体动理学格式 (CDUGKS) 的开源实现，该相空间格式能处理广泛范围的流动 regime。我们在若干问题（包括天体物理流体动力学文献中若干著名测试问题，如 1D Sod 激波管、2D Kelvin-Helmholtz 不稳定性、1D 热声波、三角 Gresho 涡、正弦波速度扰动）上展示其性能。对这些问題，我们表明该代码可模拟从无粘/Euler regime 到自由流动 regime 的流动，在相应 regime 中捕捉激波与涌现扩散过程。我们还使用多种 Prandtl 数以展示该格式在固定粘度下模拟不同热导率的能力。该格式在空间与时间上均为二阶精度，且与许多求解器不同，其时间步长独立于气体平均自由程。我们的代码 (MP-CDUGKS) 基于 CC0 1.0 Universal 许可公开，可在 https://github.com/alvarozamora/CDUGKS 获取。
引用
@article{arxiv.2208.09132,
title = {Computational Fluid Dynamics with the Coupled Discrete Unified Gas Kinetic Scheme (CDUGKS)},
author = {Alvaro Zamora and Elliott Slaughter and Tom Abel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.09132},
year = {2023}
}