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Convergence Detection in Direct Simulation monte Carlo Calculations for Steady State Flows

Communications in Computational Physics 2011年第9期10卷 807-822页

作者： jonathan m.burt Iain D.Boyd U.S.Air Force Research Laboratory Wright-Patterson Air Force BaseOH 45433USA Department of Aerospace Engineering University of Michigan1320 Beal AvenueAnn ArborMI 48109USA

A new criterion is presented to detect global convergence to steady state,and to identify local transient characteristics,during rarefied gas flow simulations performed using the direct simulation monte Carlo(DSmC)*** deterministic computational fluid dynamics(CFD)schemes,DSmC is generally subject to large statistical scatter in instantaneous flow property evaluations,which prevents the use of residual tracking procedures as are often employed in CFD ***,reliable prediction of the time to reach steady state is necessary for initialization of DSmC sampling *** currently used in DSmC to identify steady state convergence are usually insensitive to weak transient behavior in small regions of relatively low density or recirculating *** proposed convergence criterion is developed with the goal of properly identifying such weak transient behavior,while adding negligible computational expense and allowing simple implementation in any existing DSmC *** of the proposed technique over existing convergence detection methods are demonstrated for representative nozzle/plume expansion flow,hypersonic blunt body flow and driven cavity flow problems.

关键词： monte Carlo methods particle methods direct simulation monte Carlo

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