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一个多自由度气体动力学多预测隐式格式。 (英语) Zbl 07649289号

摘要:提出了一个具有分子平移、旋转和振动效应的多尺度隐式多自由度动力学模型。通过三个耦合弛豫过程证明了平动、转动和振动自由度之间的能量演化和交换。在构造不同松弛阶段的目标分布函数序列时,使用正交多项式系统来考虑传热和粘度特性。基于有限体积离散速度方法框架,采用渐近保持的离散统一气动格式(DUGKS)通量来保持颗粒运动信息。构造了一种基于Navier-Stokes通量的二阶预测方案,用于隐式DUGKS迭代的宏观残差预测宏观变量,该方案包含一种多重预测方法。当前的MDOF动力学模型提供了对分子非弹性碰撞期间旋转自由度和振动自由度之间能量交换的具体见解。准确的预测过程大大加快了收敛速度。为了验证模型的准确性和有效性,进行了多个数值试验,包括盖驱动腔内稀薄气体流动、变比热比激波结构、不同努森数和马赫数下的高超声速圆柱流动以及高超声频平板流动。该方法的所有数值结果与参考数据吻合良好。与显式方法相比,多尺度隐式方法的计算效率提高了2个数量级。结果表明,该方法是一种考虑多原子分子振动-稳态-平移能量交换的方案,可用于快速模拟从低速不可压缩流到高超声速流、从连续体到稀薄区的多尺度流动。

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7.6亿 流体力学基本方法
76件 稀薄气体流动,流体力学中的玻尔兹曼方程
82立方厘米 时间相关统计力学(动态和非平衡)
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全文: 内政部

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