一种基于hdCLL模型的气体分子散射速度计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于hdCLL模型的气体分子散射速度计算方法，hdCLL模型根据能否在壁面上稳定吸附一段时间将气体分子分为吸附类气体分子和反射类气体分子，并对两类气体分子的散射采用不同的气固相互作用模型进行描述，对于吸附类分子，采用完全漫反射模型分别计算其切向和法向散射速度，对于反射类分子，采用CLL模型计算其散射速度，通过构建MD模型获得所需的参数，进而计算气体分子的散射速度，并统计得到气体分子的散射速度概率分布。通过本发明专利技术获得的气体分子散射速度的准确性、可靠性相比已有方法得到了显著提高。本发明专利技术可以进一步应用于DSMC模拟中，提升其对于稀薄气体条件下流场特性的预测精度。下流场特性的预测精度。下流场特性的预测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于hdCLL模型的气体分子散射速度计算方法


[0001]本专利技术涉及稀薄气体条件下的计算流体力学领域，更具体地说，涉及一种计算稀薄气体条件下气体分子与壁面碰撞后散射速度的方法。

技术介绍

[0002]现代工业一直向着极端条件的方向发展，如高空、高温、高速、低密度、微尺度等。在这些极端条件下进行流体力学计算时，稀薄气体效应不可忽略。例如，在计算临近空间飞行器的气动力和气动热，以及计算微机电系统(MEMS)中气体的流动和传热时，都需要考虑气体的稀薄效应。此时，基于连续介质假设的纳维
‑
斯托克
‑
傅里叶(Navier
‑
Stokes
‑
Fourier，NSF)控制方程不再适用，需要采用分子动理论方法进行分析计算。
[0003]基于分子水平的直接模拟蒙特卡洛(Direct Simulation of Monte Carlo，DSMC)方法是一种重要的分子动理论模拟方法，该方法通过追踪分子的运动和碰撞过程，并对分子信息进行统计平均来得到宏观流场特性。在DSMC方法中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于漫反射与CLL耦合模型的气体分子散射速度计算方法，其特征在于，所述漫反射与CLL耦合模型将能在壁面上稳定吸附一段时间的气体分子定义为吸附类气体分子，将不能在壁面上稳定吸附一段时间的气体分子定义为反射类气体分子，并对两类气体分子的散射采用不同的气固相互作用模型进行描述，其散射核函数如下：P(v
it
→
v
ot
)＝βP
d
(v
it
→
v
ot
)+(1
‑
β)P
CLL
(v
it
→
v
ot
)P(v
in
→
v
on
)＝βP
d
(v
in
→
v
on
)+(1
‑
β)P
CLL
(v
in
→
v
on
)式中：v
it
为气体分子切向入射速度，v
ot
为气体分子切向散射速度；P(v
it
→
v
ot
)为切向入射速度为(v
it
+dv
it
)范围内的分子以(v
ot
+dv
ot
)范围内的切向速度散射的概率；β为吸附类气体分子占所有气体分子的比例；P
d
(v
it
→
v
ot
)为完全漫反射模型的切向散射核函数；P
CLL
(v
it
→
v
ot
)为CLL模型的切向散射核函数；v
in
为气体分子法向入射速度，v
on
为气体分子法向散射速度；P(v
in
→
v
on
)为法向入射速度为(v
in
+dv
in
)范围内的分子以(v
on
+dv
on
)范围内的法向速度散射的概率；P
d
(v
in
→
v
on
)为完全漫反射模型的法向散射核函数；P
CLL
(v
in
→
v
on
)为CLL模型的法向散射核函数。2.根据权利要求1所述的一种基于漫反射与CLL耦合模型的气体分子散射速度计算方法，其特征在于，所述完全漫反射模型的散...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊，邓俊超，马启涵，田鹏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：