用于多尺度基于粒子的动力学模拟的指数BGK积分器
流体动力学
2022-08-17 v1 计算物理
摘要
尽管已开发出大量多尺度稀薄流模拟器工具箱，此类模拟仍具挑战性，原因在于碰撞尺度与宏观时空尺度间存在显著 disparity。我们的研究提出了一种新颖且一致的数值格式，用于对由BGK演化控制的粒子平流与碰撞进行耦合处理，同时保持速度分布的正性。我们的方法在精神上与其框架与多尺度格式的统一气体动力学类共享。但它为基于粒子的随机模拟提供了引人注目的特性，可轻易实现于现有的直接模拟蒙特卡洛（DSMC）代码中。我们针对原型气体流在宽广稀薄度参数范围内展示了所设计格式的精度与性能。由于所设计的指数BGK积分器具有鲁棒性与灵活性，该格式为更可负担的大尺度与多尺度稀薄气体现象模拟铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2202.06640,
title = {Exponential BGK Integrator for Multi-Scale Particle-Based Kinetic Simulations},
author = {Marcel Pfeiffer and Félix Garmirian and M. Hossein Gorji},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.06640},
year = {2022}
}