微纳尺度非连续边界气体流动的晶格玻尔兹曼方法速度离散化
摘要：格子Boltzmann（LB）方法与Bhatnagar-Gross-Krook碰撞算子的Boltzmann方程本质上是相关的；然而，它被质疑是否能够模拟微观和纳米尺度上的非连续有界气体流动，其中气体速度较低但具有较大的Knudsen数。本文通过基于半空间高斯厄米（HGH）积分的线性化LB模型模拟中等和较大的Knudsen数（例如Kn=10和Kn=100）下的库埃特流动, 对这一点进行了验证。以所涉及的Abramowitz函数的数值评估为基础分析了传统模型精度不高的潜在原因。然后提出了一种使用高斯勒让德（LG）积分进行速度离散化的不同思路。令人惊讶的是，基于GL的LB模型在模拟强过渡乃至自由分子流动区域的库埃特流动中实现了高精度。本文的数值研究揭示了一种本质上不同但可行的构建LB模型来模拟具有强非连续效应的微观和纳米级低速气体流动的方法。
作者：Yong Shi
论文ID：2110.12126
分类：Computational Physics
分类简称：physics.comp-ph
提交时间：2022-08-24