A meshfree method for the BGK model for rarefied gas dynamics
A meshfree method for the BGK model for rarefied gas dynamics
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稀薄气体动力学 BGK 模型的无网格方法
DOI：
10.1007/s12572-019-00254-5
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发表时间：
2019
影响因子：
0.9
通讯作者：
G. Russo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. Tiwari;A. Klar;G. Russo
在本文中，我们应用基于移动最小二乘法的无网格插值半拉格朗日格式来求解稀薄气体动力学的 BGK 模型。 Sod 激波管问题针对一维物理空间和三维速度空间中的大范围平均自由程提出。为了验证从无网格方法获得的解，我们使用了分段线性样条插值。此外，我们还将BGK模型的解与直接模拟蒙特卡罗方法获得的解进行了比较。在平均自由程非常小的情况下，将数值解与可压缩欧拉方程的精确解进行比较。总的来说，我们发现无网格插值比分段线性样条插值提供了更好的近似值。
In this paper, we have applied semi-Lagrangian schemes with meshfree interpolation, based on a moving least squares method, to solve the BGK model for rarefied gas dynamics. Sod’s shock tube problems are presented for a large range of mean free paths in one-dimensional physical space and three-dimensional velocity space. In order to validate the solutions obtained from the meshfree method, we have used the piecewise linear spline interpolation. Furthermore, we have compared the solutions of the BGK model with the solutions obtained from direct simulation Monte Carlo method. In the case of a very small mean free path, the numerical solutions are compared with the exact solutions of the compressible Euler equations. Overall, we found that the meshfree interpolation gives better approximation than the piecewise linear spline interpolation.
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