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第25卷第5期
一种隐式离散统一气体动力学方案,用于模拟所有流型的定常流动

潘东新、钟成文、卓从山

Commun公司。计算。物理。,25(2019年),第1469-1495页。

在线发布:2019-01

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  • 摘要

本文提出了一种隐式离散统一气动格式(DUGKS),用于所有流型的稳态流动模拟。DUGKS是一种多尺度有限体积方法(FVM),它能够精确地恢复连续区的Navier-Stokes解和无碰撞区的自由分子输运。在过渡区,DUGKS也可以提供可靠的解决方案,因为在细胞界面通量评估中粒子传输和碰撞紧密耦合。本文构造了一个隐式DUGKS,它具有预测的迭代步骤,用于更新宏观流量变量,然后更新离散速度空间中的微观气体分布函数。采用上下对称高斯赛德尔(LU-SGS)分解法求解隐式方程。隐式离散统一气动格式(IDUGKS)可以通过采用具有较大CFL数的数值时间步长来实现快速收敛。为了验证所提出的IDUGKS,进行了一些数值试验,包括库特流、不同努森数下的盖驱动空腔流和圆柱绕流过渡区的高超声速流。与显式DUGKS相比,IDUGKS在所有流态下用于稳态流动计算的计算效率可以提高一个或两个数量级。

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76M12、82C40、76P05、76K05

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本文提出了一种隐式离散统一气体动力学格式(DUGKS),用于所有流态下的稳态流动模拟。DUGKS是一种多尺度有限体积方法(FVM),它能够精确地恢复连续区的Navier-Stokes解和无碰撞区的自由分子输运。在过渡区,DUGKS也可以提供可靠的解决方案,因为在细胞界面通量评估中粒子传输和碰撞紧密耦合。本文构造了一个隐式DUGKS,用预测的迭代步骤更新宏观流动变量,然后更新离散速度空间中的微观气体分布函数。采用上下对称高斯-塞德尔(LU-SGS)因子分解方法求解隐式方程。隐式离散统一气动格式(IDUGKS)可以通过采用具有较大CFL数的数值时间步长来实现快速收敛。为了验证所提出的IDUGKS,进行了一些数值试验,包括库特流、不同努森数下的盖驱动空腔流和圆柱绕流过渡区的高超声速流。与显式DUGKS相比,IDUGKS在所有流态下用于稳态流动计算的计算效率可以提高一个或两个数量级。

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本文提出了一种隐式离散统一气动格式(DUGKS),用于所有流型的稳态流动模拟。DUGKS是一种多尺度有限体积方法(FVM),它能够精确地恢复连续区的Navier-Stokes解和无碰撞区的自由分子输运。在过渡区,DUGKS也可以提供可靠的解决方案,因为在细胞界面通量评估中粒子传输和碰撞紧密耦合。本文构造了一个隐式DUGKS,用预测的迭代步骤更新宏观流动变量,然后更新离散速度空间中的微观气体分布函数。采用上下对称高斯赛德尔(LU-SGS)分解法求解隐式方程。隐式离散统一气动格式(IDUGKS)可以通过采用具有较大CFL数的数值时间步长来实现快速收敛。为了验证所提出的IDUGKS,进行了一些数值试验,包括库特流、不同努森数下的盖驱动空腔流和圆柱绕流过渡区的高超声速流。与显式DUGKS相比,IDUGKS在所有流态下用于稳态流动计算的计算效率可以提高一个或两个数量级。

潘东新、钟成文和卓从山。(2020). 一种隐式离散统一气体动力学方案,用于模拟所有流型的稳态流动。计算物理中的通信.25(5).1469-1495.doi:10.4208/cicp。OA-2017-0262
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