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苏伟;王鹏;刘海虎;吴磊

Couette流动Boltzmann方程的准确高效计算：分子间势对Knudsen层函数和粘性滑移系数的影响。 （英语） Zbl 1454.76071号

J.计算。物理学。 378, 573-590 (2019).
摘要：库特流动是稀薄气体动力学的基本问题之一，基于硬球分子的线性化玻尔兹曼方程（LBE）和简化的动力学模型方程，对其进行了广泛的研究。然而，不同的分子间势能如何影响粘滞滑移系数和努森层结构尚不清楚。这里，为LBE开发了一种新的综合迭代方案（SIS），以准确高效地找到Couette流的解：速度分布函数首先由传统迭代方案求解，然后对其进行修改，以便在每次迭代中（i）流速由一个常微分方程引导，该方程在Navier-Stokes极限下是渐近的，并且（ii）剪切应力等于平均剪切应力。基于Bhatnagar-Gross-Krook模型，SIS被评估为高效且准确。然后，我们研究了在扩散光谱和Cercignani-Lampis气体表面边界条件下，气体通过逆幂律、屏蔽库仑势和Lennard-Jones势相互作用的Knudsen层函数。当切向动量调节系数（TMAC）不大于1时，Knudsen层函数受到势的强烈影响，其值和宽度随气体分子的有效粘度指数增加而增加。此外，当分子间电势固定时，TMAC不同值之间的努森层函数表现出相似性。对于TMAC大于1的Cercignani-Lampis边界条件，粘滞滑移系数和Knudsen层函数都受到分子间势的影响，特别是当接近“后向”散射极限时。根据渐近理论江南和L.-S.罗[同上，316、416–434（2016年；Zbl 1349.82091号)]对于固体表面附近速度梯度的奇异行为，我们发现整个努森层函数可以用幂级数（sum{n=0}^2\sum{m=0}2c{n，m}x^n（x\lnx）^m很好地拟合，其中（x）是到固体表面的距离。最后，用适当的粘度指数和TMAC值的LBE解解释了努森层剖面的实验数据。

引用于11文件

MSC公司：

76P05号机组 稀有气体流动，流体力学中的玻尔兹曼方程
82C40型 含时统计力学中的气体动力学理论
76米28 粒子法和晶格气体法

关键词：

克莱默的问题;玻尔兹曼方程;气体动力学理论;Knudsen层;粘性滑移系数;综合迭代方案

引文：

Zbl 1349.82091号
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\textit｛W.Su｝等人，J.Comput。物理学。378573-590（2019年；Zbl 1454.76071）
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