考虑双原子振动松弛的统一气体动理学格式

【作者】 王昭； 严红； 李启兵； 徐昆；

【机构】 西北工业大学动力与能源学院流体机械系； 先进航空发动机协同创新中心； 清华大学航空航天学院机械工程系； 香港科技大学数学系；

【摘要】 统一气体动理学格式(UGKS)是一种适用于从连续到稀薄的多尺度方法,宏观量和微观气体分布函数的更新是同步的。更重要的是,由于UGKS将碰撞和自由输运耦合起来,所以其时间步长取决于Courant-Friedrichs-Lewy(CFL)条件,远大于粒子碰撞时间,从而在一定程度上克服了许多动理学方法在时间步长上的缺陷。之前的研究已经构造了基于Shakhov模型的UGKS,以及基于Rykov模型的UGKS。本文则进一步构造了包括振动松弛在内的气体动理学模型,并在其基础上建立了相应的统一气体动理学格式(UGKS),并在诸多算例中得以验证,如均匀气体松弛,激波结构计算,激波管计算,高超声速圆柱绕流等。通过与相应的解析解以及DSMC结果的对比,证实了考虑双原子振动松弛的UGKS的有效性和准确性。更多还原