玻尔兹曼方程的高效跳跃扩散近似
摘要：一种跳跃扩散过程和粒子方案被设计成玻尔兹曼方程的准确且高效的粒子解。所提出的过程（以下简称Gamma-Boltzmann模型）被设计成与所有瞬时热流的演化相匹配，同时得到了具有Maxwellian分子势能的单原子气体的正确普朗特数2/3。该近似模型不会受到先前发展的基于弗克–普朗克(FP)的模型所固有的问题的影响，如普朗特数错误、适用性有限或需要估计高阶瞬时。将所提出的Gamma-Boltzmann模型的有效粒子解与直接模拟蒙特卡洛和立方FP模型[M. H. Gorji, M. Torrilhon, and P. Jenny, J. Fluid Mech. 680 (2011): 574-601]在库埃特流和盖子驱动空腔等多个测试案例中进行了计算比较。模拟结果表明，Gamma-Boltzmann模型对玻尔兹曼方程进行了良好的逼近，与立方FP相比在粒子数较少的极限下提供了更准确的解，并且即使在密集区域仍然具有可行性。
作者：Fabian Mies, Mohsen Sadr, Manuel Torrilhon
论文ID：2112.08362
分类：Computational Physics
分类简称：physics.comp-ph
提交时间：2023-08-09