平衡扩散极限下辐射流体力学的高阶气体动理学格式
数值分析
2021-10-14 v1 数值分析
摘要
本文针对描述物质与辐射相互作用的平衡扩散极限辐射流体力学方程,发展了一种高阶气体动理学格式。为恢复 RHE,考虑了具有修正平衡态的 Bhatnagar-Gross-Krook (BGK) 模型。在平衡扩散极限下,辐射扩散与流体力学部分的时间尺度不同,这将使完全显式格式的时间步长非常小。本文采用隐式-显式(IMEX)格式,其中流体力学部分显式处理,辐射扩散隐式处理。对于流体力学部分,可由修正 BGK 方程的积分解构造时间依赖的气体分布函数,并通过取气体分布函数的矩获得时间依赖的数值通量。对于辐射扩散项,使用非线性广义极小残差(GMRES)方法。为达到时间精度,发展了一种两阶段方法,其为双曲守恒律两阶段方法的推广。对于空间精度,采用多维加权本质无振荡(WENO)格式进行空间重构。给出了多种数值测试以展示当前格式的性能,包括精度阶与鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2110.06557,
title = {High-order gas-kinetic scheme for radiation hydrodynamics in equilibrium-diffusion limit},
author = {Yaqing Yang and Liang Pan and Wenjun Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.06557},
year = {2021}
}
备注
In this paper, a high-order gas-kinetic scheme is developed for the equation of radiation hydrodynamics in equilibrium-diffusion limit which describes the interaction between matter and radiation