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粘性不可压缩和可压缩流动的基于双分布函数的离散气体动力学方案。 (英语) Zbl 1436.76042号

摘要:在这项工作中,我们提出了一种通量求解器,该求解器依赖于基于双分布函数(DDF)的不可压缩和可压缩粘性流的离散气体动力学方案(DGKS)。通过对麦克斯韦分布函数的相空间进行分解,建立了双分布函数(DDF)模型,以消除相能量变量,并开发出更紧凑的公式。它利用密度分布函数恢复宏观质量守恒和动量守恒,利用能量分布函数导出宏观能量方程。与能量分布函数的修改碰撞算子相关联,恢复能量方程中的普朗特尔数变得可调。DDF模型可以用改进的循环函数的思想进一步简化,并用求积算法代替连续积分,从而得到离散DDF模型。然后,在有限体积法的框架内,采用该模型重建细胞界面上的数值通量,并建立了改进的离散气动格式(DGKS)。与之前的DGKS相比[第三作者等人,“开发用于模拟二维粘性不可压缩和可压缩流动的离散气体动力学方案”,《物理评论》E(3)93,第3期,文章ID 033311,14页(2016;doi:10.1103/PhysRevE.93.033111)],改进的通量求解器恢复正确的宏观方程,并允许自由调整普朗特尔数。此外,能量分布函数的引入简化了能量通量的表达式,从而使最终公式更加紧凑。通过数值试验,包括可压缩Couette流、盖驱动空腔流、翼型跨音速绕流、激波边界层相互作用和斜坡段超声速绕流,验证了所提出的通量求解器在各种流动条件下的有效性,并将其性能与之前的DGKS方法进行了比较[loc.cit。;作者,“二维粘性不可压缩和可压缩流动的改进离散气动方案”,Phys。液体31,第6号,物品ID 066103(2019;doi:10.1063/1.5103229)].

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