多尺度辐射流体力学系统的统一气体动理论模拟
计算物理
2019-09-12 v1 流体动力学
摘要
本文旨在模拟辐射流体力学系统中的多尺度物理。该系统将流体动力学演化方程与辐射传热相耦合。该耦合系统由用于可压缩黏性热传导流动的气体动理论格式（GKS）和用于非平衡辐射传输的统一气体动理论格式（UGKS）求解，并包含这两相之间的动量与能量交换。对于辐射传输，由于不同区域中流体不透明度可能大幅变化，流系统中的光子输运由多尺度UGKS模拟，该格式能够自然捕获从自由输运到扩散传播的传输过程。由于GKS与UGKS均为有限体积法，所有未知量定义于每个控制体内部，并对流体与辐射变量进行一致离散。对于耦合系统，该格式具有渐近保持（AP）性质，例如在光学厚区域恢复辐射流体力学方程的平衡扩散极限，其中网格尺寸不受光子平均自由程限制。若干测试用例，如辐射激波问题，被用于验证当前方法。
引用
@article{arxiv.1909.04968,
title = {Unified gas-kinetic simulation for the system of multiscale radiation hydrodynamics},
author = {Wenjun Sun and Song Jiang and Kun Xu and Guiyu Cao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.04968},
year = {2019}
}
备注
Radiation hydrodynamics, asymptotic preserving, gas kinetic scheme, unified gas kinetic scheme, radiative shock wave