稀薄气体中非线性 Couette 流动的蒙特卡罗模拟
统计力学
2007-05-23 v3 流体动力学
摘要
应用直接蒙特卡罗 (DSMC) 方法求解 Maxwell 分子和硬球模型的平稳平面 Couette 流动的布尔赫方程。采用基于布拉赫纳-格罗斯-克鲁 (BGK) 模型求得的 Couette 流动边界条件，以减小有限体积效应的影响。通过五个独立的广义输运系数来表征非牛顿性质：粘度函数、热导函数、两个黏度函数以及一个衡量热流垂直于温度梯度的交叉系数。这些系数随剪切速率呈非线性依赖。模拟结果与 Grad 方法、BGK 方法以及椭圆统计 (ES) 模型的理论预测进行比较。结果表明，动力学模型与模拟结果一致，尤其是 ES 模型效果更好，而 Grad 方法仅在动量输运方面具有定性可靠性。此外，还测量并比较了速度分布函数与 BGK 和 ES 分布的关系。
关键词
引用
@article{arxiv.cond-mat/0003364,
title = {Monte Carlo simulation of nonlinear Couette flow in a dilute gas},
author = {J. M. Montanero and A. Santos and V. Garzó},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0003364},
year = {2007}
}
备注
25 pages (including 15 figures); minor changes; revised version accepted for publication in Physics of Fluids