气体动理学格式与多尺度流动模拟

来源：计算力学学报杂志2017年第1期北京时间：

作者：谭爽,李诗一,李启兵,符松

单位：清华大学 航天航空学院, 北京 100084,清华大学 航天航空学院, 北京 100084,清华大学 航天航空学院, 北京 100084,清华大学 航天航空学院, 北京 100084

摘要：介绍了气体动理学格式（GKS）的基本构造原理及其在两种典型多尺度流动模拟中的应用。GKS利用介观BGK方程的跨尺度演化解来构造网格界面上的数值通量，从而发展出能随计算网格尺度变化自动切换物理模型的多尺度方法。对湍流这种宏观多尺度流动，发展了高精度GKS方法并成功用于低雷诺数湍流的直接数值模拟；为实现对高雷诺数湍流的高效精细模拟，基于拓展BGK方程和已有的RANS，LES模型建立了新型多尺度模拟框架。对跨流域稀薄流动，发展了适合大规模并行的三维统一气体动理学格式（UGKS），并建立了适合轴对称稀薄流动的UGKS。研究表明，GKS在多尺度流动高效模拟中的优异性能，具有很好的发展前景。

关键词：气体动理学格式,湍流,稀薄气体流动,多尺度,

基金资助：国家自然科学基金（11172154，91330203）；国家重点基础研究发展计划（2014CB744100）；NSFC-广东联合基金（第二期）超级计算科学应用研究专项资助项目