Speaker
Description
Метод прямого статистического моделирования (ПСМ), предложенный Г. Бердом в 1960-х годах, остается основным численным инструментом для решения задач динамики разреженного газа [1,2]. В последнее время развивается направление, связанное с изучением флуктуаций методом ПСМ, а также с их влиянием на результаты расчетов макропараметров течения. В частности, влияния распределения Пуассона флуктуаций при формулировке граничных условий на открытых (проницаемых) границах расчетной области. В простейшей одномерной постановке задача состоит в моделировании движения частиц в выбранном объеме в окружающем покоящемся газе. На границе обычно задаются либо условия втекания потока с нулевой скоростью, либо диффузное испарение [1]. Подобная постановка задачи вызвана использованием метода ПСМ для исследования испарения с поверхности воды в окружающую газовую атмосферу. Особенностью задачи является необходимость расчета температуры с высокой точностью. Необходимость выполнения такого требования привело к необходимости использования большого количества моделируемых частиц.
В представленной работе проведен анализ влияния граничных условий на точность расчета макропараметров моделируемого газа. Кроме вышеупомянутых методик моделирования открытой границы рассматривалась возможность использования дополнительного резервуара и использование распределения Пуассона для моделирования влетающих в расчетную область частиц.
Проведенный численный анализ четырех подходов к моделированию открытой границы позволил определить причину систематической ошибки, появляющейся при малом количестве частиц, и предложить подход, позволяющий существенно сократить численные затраты для достижения требуемой точности.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 25-19-00959.
Список литературы
- Bird G.A. Molecular Gas Dynamics and the Direct Simulation of Gas Flows. Oxford: Clar-endon Press, 1994.
- Иванов М.С., Рогазинский С.В. Метод прямого статистического моделирования в динамике разреженного газа. Новосибирск: ВЦ СО РАН, 1988.
