کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6929532 867528 2016 22 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Macroscopic model and truncation error of discrete Boltzmann method
ترجمه فارسی عنوان
مدل ماکروسکوپی و خطای کوتاه مدت روش گسسته بولتزمن
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
یک روش مشتق شده برای ایمنسازی معادله ماکروسکوپیک معادل و خطای کوتاه کردن آن برای روش بولتزمن گسسته در این مقاله ارائه شده است. فرضیه های ضروری دو مقیاس زمانی و یک پارامتر کوچک در توسعه چپمن-انسوغ در فرمول فعلی حذف شده است. تابع توزیع ذرات تعادل به جای فرم اولیه غیر تعادل آن به عنوان متغیر کلیدی در مسیر مشتق شده انتخاب شده است. توسعه سری تیلور شامل دستکاری جبری اساسی برای تحقق همگرایی ماکروسکوپیک دیفرانسیل کافی است. یک تمرین مستقل و جامع برای معادله خطی یک بعدی انتقال گرما در جزئیات نشان داده شده است. اعتبار سنجی عددی بر خطای کوتاه مدت خراب شده در موارد یک و دو بعدی با توابع توزیع مختلف برای بررسی فرمول فعلی انجام می شود. همانطور که در نتایج محاسبات نشان داده شده است، توافق عالی بین نتیجه عددی و پیش بینی نظری در مشکلات آزمون یافت می شود. گسترش مستقیما به سیستم های پیچیده تر از جمله واکنش انتقال حرارت، زمان چند آرام سازی در اپراتور برخورد و همچنین چند بعدی معادلات ناییر استوکس نیز در پیوست برای نشان دادن اهمیت آن در حل مشکلات جریان پیچیده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
پیش نمایش مقاله
مدل ماکروسکوپی و خطای کوتاه مدت روش گسسته بولتزمن
چکیده انگلیسی
A derivation procedure to secure the macroscopically equivalent equation and its truncation error for discrete Boltzmann method is proffered in this paper. Essential presumptions of two time scales and a small parameter in the Chapman-Enskog expansion are disposed of in the present formulation. Equilibrium particle distribution function instead of its original non-equilibrium form is chosen as key variable in the derivation route. Taylor series expansion encompassing fundamental algebraic manipulations is adequate to realize the macroscopically differential counterpart. A self-contained and comprehensive practice for the linear one-dimensional convection-diffusion equation is illustrated in details. Numerical validations on the incurred truncation error in one- and two-dimensional cases with various distribution functions are conducted to verify present formulation. As shown in the computational results, excellent agreement between numerical result and theoretical prediction are found in the test problems. Straightforward extensions to more complicated systems including convection-diffusion-reaction, multi-relaxation times in collision operator as well as multi-dimensional Navier-Stokes equations are also exposed in the Appendix to point out its expediency in solving complicated flow problems.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 322, 1 October 2016, Pages 52-73
نویسندگان
,