توسعه نوین الگوریتم شبیه‌سازی مستقیم مونت کارلو در حالت تقارن محوری برای هندسه‌های پیچیده

در این مقاله به توسعه الگوریتم شبیه‌سازی مستقیم مونت کارلو برای تحلیل جریان حول هندسه‌های پیچیده تقارن محوری در شرایط گاز رقیق با رویکرد کاهش هزینه محاسباتی نسبت به حالت سه بعدی کامل با در نظر گرفتن دقت قابل قبول نتایج نسبت به نتایج سایر مراجع موجود و همچنین انتخاب حداقل تعداد ذرات نتایج پرداخته خواهد شد. در این مقاله، الگوریتمی ارائه شده است که شامل بررسی حالات مختلف حرکت و برخورد ذرات با یکدیگر و یا دیواره در حالت کلی برای هر نوع هندسه تقارن محوری می‌باشد به شکلی که کمترین میزان محاسبات اعمال شده و راندمان حل بالا باشد. در بخش نتایج، هندسه‌های مختلف از جمله هندسه ساده در مسئله اول و هندسه پیچیده در مسئله دوم بررسی شده و نتایج حاضر با نتایج موجود اعتبارسنجی شده و نشان داده شده است که روش حاضر از دقت قابل قبول برخوردار است. همچنین انتخاب حداقل تعداد ذرات با در نظر گرفتن دقت نتایج، نیز از جمله مواردی می‌باشد که مطالعه و بررسی شده است. نشان داده شده است که با توجه به دقت نتایج، در مسئله اول انتخاب حداقل 30000 ذره و در مسئله دوم انتخاب حداقل 500000 ذره باید در نظر گرفته شود.

New Development in Direct Simulation Monte Carlo Algorithm for Asymmetric Complex Geometry

In this paper, the development of the direct simulation Monte Carlo algorithm has been carried out for flow analysis around axial symmetric complex geometries in rarefied conditions with consideration of reduction in computational cost compared to a full threedimensional state, appropriate accuracy of the results compared to related available references, as well as the proper selection of particles. In this paper, the algorithm is presented that involves studying different modes of motion and collision of particles with each other or the wall for axial symmetric complex geometries in such a way that the least computations are applied for achieving a highefficiency solution. In the results section, various geometries such as simple geometry for first case and complex geometry for second case study is investigated and the results are compared with the validated results. The results show the proper accuracy of the proposed algorithm compared to the threedimensional solvers. Also, the selection of the smallest number of suitable particles is one of the issues that has been studied for selecting the appropriate number of particles. It has been shown that in the first and second test cases, the 30000 and 500000 particles are at least number of particles with consideration of accuracy of results.