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刘伟;张彦兵;曾佳安;吴磊

通过广义边界处理进一步加速稀薄气体流动的多尺度模拟。 （英语） Zbl 07833831号

J.计算。物理学。 503，文章ID 112830，第32页（2024）.
小结：由于介观动力学方程和宏观合成方程的耦合，最近发展的通用合成迭代格式（GSIS）在模拟多尺度稀薄气体流动方面是有效的：对于线性化Poiseuille流，其中边界通量在每个迭代步骤固定，在求解气体动力学方程时，在几十次迭代中可以找到稳态解，而对于一般非线性流动，由于宏观合成方程边界通量的不相容处理，迭代次数增加了约一个数量级。在本文中，我们提出了一种广义边界处理（GBT）来进一步加速GSIS的收敛。其主要思想是，通过综合方程中的宏观守恒量以及动力学方程中非平衡应力和热流密度的高阶修正，重建边界处截断的速度分布函数，类似于Grad 13矩方程中使用的速度分布；因此，在求解综合方程的每次内部迭代中，显式本构关系有助于实时更新宏观边界通量，推动流场中更快的信息交换，从而实现更快的收敛。此外，由动力学方程导出的高阶修正可以通过截断来补偿近似，并确保边界精度。模拟了一维傅立叶流动、二维高超音速绕圆柱体流动、三维压力驱动管道流动和高超音速技术飞行器周围的流动。通过直接模拟蒙特卡罗方法、先前版本的GSIS和统一的气动波粒法验证了GSIS-GBT的准确性。就效率而言，在近连续流动区和滑移区，GSIS-GBT比离散速度法中的传统迭代方案和以前版本的GSIS分别快两个数量级和一个数量级。

MSC公司：

76M15型 边界元法在流体力学问题中的应用
76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
65立方米 含偏微分方程初值和初边值问题的边界元方法
6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
76P05号机组 稀薄气体流动，流体力学中的玻尔兹曼方程

关键词：

稀薄气体流量;玻尔兹曼动力学方程;有限体积法;通用综合迭代格式;高超声速流动;低速内流
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{W.Liu}等人，J.Compute。物理学。503，文章ID 112830，32 p.（2024；Zbl 07833831）
全文： 内政部 arXiv公司

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