声子输运流体动力学方程的格子 Boltzmann 格式
计算物理
2020-10-06 v1
摘要
本文发展了一种格子 Boltzmann 格式，用于在流体动力学极限下数值求解 Callaway 双弛豫模型下的声子 Boltzmann 方程。通过对以电阻散射项作为等效源项的格子 Boltzmann 方程进行 Chapman-Enskog 展开，我们恢复了声子流体动力学方程，该方程在正态散射主导和电阻散射主导的极限下分别退化为 Guyer-Krumhansl 热输运方程和 Fourier 定律。本文数值格式广泛模拟了从扩散区到流体动力学区的若干热输运情形，所得结果与基准解吻合良好。格子 Boltzmann 格式很好地捕捉到了声子 Poiseuille 流和第二声传播这两个著名的声子流体动力学现象。本工作将促进由声子正态散射引起的非 Fourier 热输运的数值建模与深入理解。
引用
@article{arxiv.2010.01847,
title = {Lattice Boltzmann scheme for hydrodynamic equation of phonon transport},
author = {Yangyu Guo and Moran Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.01847},
year = {2020}
}