MCBTE：一种针对声子线性化玻尔兹曼输运方程的方差缩减蒙特卡洛求解器
材料科学
2021-06-23 v1 应用物理
摘要
MCBTE 采用方差缩减蒙特卡洛求解方法，在三维空间中求解声子的线性化玻尔兹曼输运方程。该算法适用于具有纳米至数百微米尺度特征的结构化材料中热输运的瞬态和稳态分析。该代码具有可移植性，并与第一性原理密度泛函理论计算以及经验关系相集成，用于输入计算热学性质所需的声子频率、群速度和平均自由程。程序输出瞬态研究中空间和时间分辨的温度与热流。对于稳态模拟，声子对温度和热流的频率分辨贡献被写入输出文件，从而允许研究累积热导率随声子频率或平均自由程的变化。我们提供了若干示例，包括弹道和准弹道热输运、薄膜与周期性纳米结构的热导率，以展示其功能并与文献中可用的理论/解析/计算结果进行基准测试。此外，我们使用 Matlab 分布式计算服务器对代码进行并行化，实现了随处理器数量近乎线性的加速。
引用
@article{arxiv.2104.03573,
title = {MCBTE: A variance-reduced Monte Carlo solution of the linearized Boltzmann transport equation for phonons},
author = {Abhishek Pathak and Avinash Pawnday and Aditya Prasad Roy and Amjad J. Aref and Gary F. Dargush and Dipanshu Bansal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.03573},
year = {2021}
}
备注
43 pages, 13 figures