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布朗悬浮体的波动边界积分方法。 (英语) Zbl 1416.76323号

小结:我们提出了一种波动边界积分方法(FBIM),用于求解浸没在Stokes流体中的复杂形状刚性粒子二维周期悬浮的过阻尼布朗动力学(BD)。我们开发了一种新的方法来生成布朗位移,该位移是响应流体中的热波动而产生的。我们的方法依赖于一个迁移率问题的第一类边界积分公式,其中粒子表面上规定了随机表面速度,零均值和协方差与斯托克斯流(Stokeslet)的格林函数成正比。这种方法产生了一种算法,该算法可以线性缩放确定性动力学和随机动力学中的粒子数,处理复杂形状的粒子,达到高精度,并且可以推广到三维和其他边界条件。我们证明了由我们的方法生成的布朗位移服从离散波动-分配平衡关系(DFDB)。基于最近发展的正分裂Ewald方法[A.M.菲奥雷等人,“布朗动力学模拟中随机位移的快速采样”,J.Chem。物理学。146,第12号,文章ID 124116,15 p.(2017;doi:10.1063/1.4978242)]基于波动流体力学的快速傅里叶空间方法快速生成了近场对布朗位移的贡献。FBIM为刚性颗粒布朗悬浮液的过阻尼Langevin方程的时间积分提供了关键要素。通过使用随机有限差分时间积分器对星形物体的悬浮进行平衡BD模拟,我们证明了FBIM服从DFDB。

MSC公司:

76T20型 悬架
60甲15 随机偏微分方程(随机分析方面)
60J65型 布朗运动
76立方米 随机分析在流体力学问题中的应用
76米25 其他数值方法(流体力学)(MSC2010)
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