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题名基于动理学模型的多尺度随机粒子方法
被引量：2
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作者
费飞
张俊
柳朝晖
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机构
华中科技大学航空航天学院
北京航空航天大学航空科学与工程学院
华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2019年第5期731-739,共9页
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基金
国家自然科学基金青年项目（51506063）
国家数值风洞项目（NNW2018-ZT3B07）
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文摘
传统随机粒子方法的时空离散步长受分子碰撞尺度(分子平均自由程和平均碰撞时间)的限制,当空间和时间离散尺度远大于碰撞特征尺度时,其输运系数的数值误差显著增加,因此如直接利用这类方法对跨流域流动精确求解,其计算效率往往是极低的(如DSMC方法,Fokker-Planck和BGK模型随机粒子方法)。通过对随机粒子方法输运系数离散误差的分析可知,这主要是因为传统算法将模拟分子的运动和碰撞解耦计算引起的。针对这一问题,本文介绍了适合于跨流域流动模拟的多尺度Fokker-Planck和BGK模型随机粒子方法。通过分子运动求解中耦合碰撞作用,在连续流区域,改进的随机粒子方法在较大的时间步长下仍能够满足宏观流体力学方程的输运性质。理论和计算结果显示,多尺度Fokker-Planck和BGK模型随机粒子方法可以高效准确地模拟从稀薄流到连续流的跨流域气体流动。
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关键词
动理学模型
随机粒子方法
多尺度流动
DSMC
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Keywords
kinetic model
stochastic particle method
multi-scale flow
DSMC
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分类号
V211.3
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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