离散统一气体动理学格式中高阶重构追踪流体界面的性能评估
计算物理
2020-07-16 v1 流体动力学
摘要
随着以介观方法框架对微流体界面建模的研究显著增加，我们对离散统一气体动理学格式（DUGKS）处理复杂界面变形的能力进行了详尽研究。高阶各向同性有限差分格式首次用于 DUGKS 以提升其追踪界面的能力。包含源项的三阶三阶段 DUGKS 的性能也首次得到评估，并进行了一系列数值测试以考察其能力。对比分析从知情视角揭示了格子 Boltzmann 方法在一般条件下性能优于离散速度方法和 DUGKS 的原因。DUGKS 中介观通量构建所采用的中心格式与迎风格式之间性能差异背后的机制也得到了阐明。数值结果表明，在 DUGKS 中采用高阶格式确实对降低数值耗散有影响，但该方法的总体精度受限于网格界面上源项预测的精度。三阶三阶段 DUGKS 的能力因其时间步与粒子碰撞时间之比的固有局限而受到严重抑制。在采用不同重构方法的各类 DUGKS 中，最有前景的格式是采用三阶各向同性重构和基于迎风的介观通量评估的格式，其能够确保效率与精度之间的独特平衡。
引用
@article{arxiv.2007.07760,
title = {Performance evaluation of high-order reconstruction for discrete unified gas-kinetics scheme in tracking fluid interfaces},
author = {Zeren Yand and Chengwen Zhong and Congshan Zhuo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.07760},
year = {2020}
}
备注
59 Pages, 13 Figures