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使用半程Gauss-Hermite求积的稀薄气体流动格子Boltzmann方法:基于第一性原理势的DSMC结果对比

计算物理 2019-09-04 v2 流体动力学

摘要

本文中,我们采用格子 Boltzmann 方法求解三维平面Couette流背景下带Shakhov碰撞积分模型的Boltzmann方程。使用半程Gauss-Hermite求积来处理分布函数因壁面引起的不连续性。将格子 Boltzmann 模拟结果与直接模拟蒙特卡洛(DSMC)针对3He{}^3{\rm He}4He{}^4{\rm He}原子在基于第一性原理势相互作用下、不同稀薄参数δ\delta值(平板温度从1 K1\ {\rm K}3000 K3000\ {\rm K}变化)所得结果进行对比。在较大稀薄参数值下,Shakhov模型所得结果与DSMC数据吻合良好。随着稀薄参数减小,吻合度下降,但我们指出剪应力非对角分量的相对误差不超过2.5%2.5\%

关键词

引用

@article{arxiv.1810.07803,
  title  = {Lattice Boltzmann approach to rarefied gas flows using half-range Gauss-Hermite quadratures: Comparison to DSMC results based on ab initio potentials},
  author = {Victor E. Ambrus and Felix Sharipov and Victor Sofonea},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1810.07803},
  year   = {2019}
}

备注

9 pages, 4 figures; Paper submitted for the proceedings of the 31st International Symposium on Rarefied Gas Dynamics (Glasgow, UK, July 23-27, 2018)