适用于所有克努森数流动的离散统一气体动理学格式的多尺度离散麦克斯韦边界条件
流体动力学
2025-10-28 v1 计算物理
摘要
本文针对所有流动状态下的气体流动，发展了离散统一气体动理学格式(DUGKS)的多尺度边界条件。基于离散麦克斯韦边界条件(DMBC)，本研究解决了DUGKS中原始DMBC的局限性。具体而言，发现DMBC会产生虚假的速度滑移和温度跳跃，其大小与网格尺寸和动量适应系数成正比。所提出的多尺度DMBC通过确保反射的原始分布函数排除碰撞效应来实现。理论分析和大量数值测试表明，多尺度DMBC能够在连续极限下精确实现无滑移和无跳跃条件，并在广泛的克努森数范围内准确捕捉非平衡现象。结果表明，采用多尺度DMBC的DUGKS能够在所有流动状态下，使用固定的空间和时间离散化，正确处理壁面边界条件，而不受克努森层厚度和松弛时间的限制。
引用
@article{arxiv.2501.05282,
title = {Multiscale discrete Maxwell boundary condition for the discrete unified gas kinetic scheme for all Knudsen number flows},
author = {Ziyang Xin and Yue Zhang and Chuang Zhang and Zhaoli Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.05282},
year = {2025}
}
备注
38 pages, 16 figures,