ارائه یک الگوریتم جدید ترکیبی dsmc-fokker planck برای مدلسازی جریان گاز رقیق در نازل همگرا-واگرا همراه با پلوم

در این مقاله به معرفی یک روش جدید ترکیبی برای مدلسازی جریان گاز رقیق در هندسه نازل همگرا-واگرا همراه با پلوم پرداخته می‌شود. روش فوکرپلانک (fp) به عنوان یک روش کارا برای مدلسازی جریان‌های رقیق مورد استفاده قرار گرفته است. این روش که بر مبنای تفریبی از معادله بولتزمن است، دارای هزینه محاسباتی پایینی نسبت به سایر روشهای مشابه خود است.با این‌وجود روش fp در پیش بینی موقعیت موج ضربه‌ای دچار خطا می‌شود. روش شبیه‌سازی مستقیم مونت کارلو (dsmc) که یکی از شناخته شده‌ترین روشهای مولکولی برای مدلسازی جریان است، دارای دقت بسیار بالایی است اما این روش دارای هزینه محاسباتی نسبتا بالایی است که این هزینه در اعداد نودسن‌های کم تشدید می‌شود. هدف از این تحقیق، پیداکردن یک روش ترکیبی بهینه برای استفاده همزمان از سرعت حل مناسب محاسباتی روش fp و دقت بالای روش dsmc است. نتایج نشان داد که با استفاده از الگوریتم dsmc در نواحی مانند گلوگاه و ناحیه موج ضربه‌ای، و استفاده از الگوریتم fp در سایر نقاط، می‌توان الگوریتمی ترکیبی بدست آورد که هزینه محاسباتی پایینی داشته و دقتی مشابه dsmc داشته باشد.

A NEW HYBRID FOKKERPLANCKDSMC APPROACH FOR MODELING RAREFIED GAS IN CONVERGANTDIVERGANT NOZZLE WITH PLUME

In this paper, we propose a new hybrid algorithm for modeling gas flow in converagant divergant nozzle with plume. For many years, the Fokker Planck (FP) approach has been well known for modeling gas flows. This method is an approximation of the Boltzmann equation. According to other molecular approaches, it has less computational cost. However there are some errors in modeling shocks for FP. The DSMC approach is accurate enough to be Known as one of the best approach for modeling gas flows. However this approach has high computational cost, Especially at low Knudsen numbers. The purpose of this article is finding an optimized hybrid algorithm to use high speed modeling and sufficient accuracy simultaneously. The results showed that by using DSMC in throat and near the shock zone, we can obtain an efficient hybrid algorithm such as FP and accurate algorithm such as direct simulation Monte Carlo (DSMC) method.