Comparison of macro- and microscopic solutions of the Riemann problem I. Supercritical shock tube and expansion into vacuum

Hitz, Timon; Heinen, Matthias; Vrabec, Jadran; Munz, Claus-Dieter

黎曼问题宏观和微观解的比较I.超临界激波管和真空膨胀

蒂蒙·希茨;马蒂亚斯·海宁;贾德兰·弗拉贝克;克劳斯·迪特·蒙兹

黎曼问题是发展宏观流动方程数值方法的一个基本概念。它可以解决解决方案中的不连续性问题，例如激波，并为构建数值通量函数提供了强大的工具。黎曼问题的自然延伸涉及两个相，一个液相和一个汽相，它们在材料边界处发生相变。对于这个问题，我们的目标是与分子动力学模拟的宏观解进行比较。在这项工作中，作为第一步，将两个重要的黎曼问题场景（超临界激波管和真空膨胀）的宏观解与分子动力学模拟产生的微观解进行了比较。使用高保真状态方程精确地近似模型流体的材料行为。这两种场景的结果几乎都是完美的。在真空膨胀过程中，流体达到非平衡状态，此时微观和宏观溶液开始发散。所示的极限情况是，膨胀风扇中出现液滴，这与宏观溶液近似，假设蒸汽过冷。

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