DSMC中化学反应高效模拟
计算物理
2026-05-14 v1
摘要
提出一种宏观-中尺度-确定性-随机耦合策略，用于加速化学反应的直接蒙特卡洛模拟（DSMC）方法。首先，通过积分连续体本构关系（包括扩散、应力和热通量），以及捕捉非平衡传输效应的高阶本构关系，构建宏观合成方程。其次，将来自DSMC的高阶本构关系和化学反应源项抽样并嵌入宏观合成方程。随后求解该宏观系统至稳态，其解用于定期修正DSMC中的粒子分布。该耦合具有渐近保持、快速收敛和噪声降低特性，支持使用粗糙的时空网格和减少演化/抽样步数进行高效、准确的模拟。因此，显著降低了DSMC在近连续流态下的主要计算瓶颈，可降低多个数量级。
引用
@article{arxiv.2605.13653,
title = {Efficient simulation of chemical reaction in DSMC},
author = {Hong Deng and Liyan Luo and Lei Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.13653},
year = {2026}
}