Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634620)
Контекстум
.
Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации  / №2 2016

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ПРОБНЫХ ЧАСТИЦ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕНОСА В РАЗРЕЖЕННЫХ ГАЗАХ (150,00 руб.)

0   0
Первый авторФинников
Страниц15
ID610353
АннотацияТрадиционные методы расчета коэффициентов переноса в разреженных газах основаны на разложении первого приближения функции распределения частиц в ряд по какому-либо базису функций. В ряде случаев могут оказаться полезными альтернативные методы, основанные на статистическом моделировании движения частиц. В качестве подобного метода в данной статье предлагается вариант метода пробных частиц, модифицированный таким образом, чтобы плотность пробных частиц аппроксимировала первое приближение к функции распределения в методе Чепмена–Энскога. Основными особенностями метода являются следующие. Во-первых, это введение дополнительной характеристики пробной частицы – статистического веса, учитываемого в виде множителя при определении вклада пробных частиц в функцию распределения. Во-вторых, это специальный алгоритм моделирования столкновений пробных частиц с фоновыми, отражающий структуру линеаризованного столкновительного члена в уравнении для первого приближения функции распределения. В данном алгоритме столкновение приводит к исчезновению пробной частицы, вступившей в столкновение, и рождению трех новых, в результате чего вместо траектории единичной пробной частицы рассчитывается тернарное дерево траекторий. Траектории частиц зависимы друг от друга в пределах одного дерева, но различные деревья траекторий могут рассчитываться независимо. Это обеспечивает неограниченную возможность масштабирования алгоритма в многопроцессорных системах, характерную для других методов пробных частиц. Рассмотрен случай однокомпонентного газа с центральным потенциалом межчастичного взаимодействия (потенциалы твердых сфер и Леннард–Джонса). В случае газа твердых сфер результаты, полученные с использованием разработанного метода, идентичны известным эталонным аналитическим результатам. Расчеты коэффициентов переноса в инертном газе с использованием потенциала Леннард-Джонса сопоставлялись с данными эксперимента. Расхождение составляет около 1 %, что соответствует точности приближения потенциала межатомного взаимодействия формулой Леннард–Джонса. Разработанный метод может использоваться как параллельно с традиционным, в целях контроля вычислительных погрешностей и отсутствия ошибок в аналитических вычислениях, так и самостоятельно
УДК531.19:533.72
Финников, К.А. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ПРОБНЫХ ЧАСТИЦ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕНОСА В РАЗРЕЖЕННЫХ ГАЗАХ / К.А. Финников // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации .— 2016 .— №2 .— С. 108-122 .— URL: https://rucont.ru/efd/610353 (дата обращения: 20.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

В ряде случаев могут оказаться полезными альтернативные методы, основанные на статистическом моделировании движения частиц. <...> В качестве подобного метода в данной статье предлагается вариант метода пробных частиц, модифицированный таким образом, чтобы плотность пробных частиц аппроксимировала первое приближение к функции распределения в методе ЧепменаЭнскога. <...> Во-первых, это введение дополнительной характеристики пробной частицы – статистического веса, учитываемого в виде множителя при определении вклада пробных частиц в функцию распределения. <...> Во-вторых, это специальный алгоритм моделирования столкновений пробных частиц с фоновыми, отражающий структуру линеаризованного столкновительного члена в уравнении для первого приближения функции распределения. <...> В данном алгоритме столкновение приводит к исчезновению пробной частицы, вступившей в столкновение, и рождению трех новых, в результате чего вместо траектории единичной пробной частицы рассчитывается тернарное дерево траекторий. <...> Траектории частиц зависимы друг от друга в пределах одного дерева, но различные деревья траекторий могут рассчитываться независимо. <...> Рассмотрен случай однокомпонентного газа с центральным потенциалом межчастичного взаимодействия (потенциалы твердых сфер и Леннард–Джонса). <...> В случае газа твердых сфер результаты, полученные с использованием разработанного метода, идентичны известным эталонным аналитическим результатам. <...> Расчеты коэффициентов переноса в инертном газе с использованием потенциала Леннард-Джонса сопоставлялись с данными эксперимента. <...> Расхождение составляет около 1 %, что соответствует точности приближения потенциала межатомного взаимодействия формулой Леннард–Джонса. <...> Ключевые слова: коэффициенты переноса, разреженный газ, приближение ЧепменаЭнскога, метод пробных частиц, вязкость, теплопроводность, статистическое моделирование. <...> DOI: 10.17212/1727-2769-2016-2-108-122 Введение Определение <...>