Отправить статью по E-mail 
ПРИМЕНЕНИЕ ГЛОБАЛЬНОЙ АДАПТИВНОЙ СЕТКИ В ПРОСТРАНСТВЕ СКОРОСТЕЙ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ОСЦИЛЯЦИЙ, ВЫЗВАННЫХ “ЭФФЕКТОМ ЛУЧА”
- Авторы: Фролова А.А1
-
Учреждения:
- ФИЦ ИУ РАН
- Выпуск: Том 65, № 11 (2025)
- Страницы: 1943-1954
- Раздел: МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-4669/article/view/355755
- DOI: https://doi.org/10.7868/S3034533225110148
- ID: 355755
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Возникновение осцилляций при численном решении методом дискретных скоростей нестационарных задач течения разреженного газа с разрывными граничными условиями является проблемой, известной в литературе как “эффект луча”. Этот эффект является существенным препятствием при численном интегрировании кинетических уравнений в режимах сильной неравновесности при малой частоте столкновений. Применение глобальной адаптации в скоростном пространстве позволяет во многих случаях уменьшить осцилляции макропараметров. Результаты использования данного алгоритма демонстрируются на решении двумерной задачи испарения при взаимодействии лазерного излучения с веществом. Библ. 26. Фиг. 9. Табл. 1.
Ключевые слова
Список литературы
- Анисимов С.И., Лукьянчук Б.С. Избранные задачи теории лазерной абляции // Успехи физ. наук. 2002. Т. 172. №3. С. 301–333.
- Анисимов С.И., Жаховский В.В., Иногамов Н.А. Нишихара К., Петров Ю.В., Хохлов В.А. Формирование кратера и откольной оболочки коротким лазерным импульсом // Матем. моделирование. 2006. T. 18. № 8. С. 111–122.
- Morozov A.A. Starinsky S.V. Bulgakov A.V. Pulsed laser ablation of binary compounds effect of time delay in component evaporation on ablation plume expansion // J. of Physics D:Applaid Physics. 2021. V. 54.№17. P. 175203.
- Старинский С.В., Шухов Ю.Г.,Булгаков А.В. Динамика импульсной лазерной абляции золота в вакууме в режимах синтеза наноструктурных пленок // Письма в журнал техн. физ. 2016. T. 42.№8. С. 45–52.
- Morozov A.A. Evtushenko, A.B. Bulgakov A.V. Gas-dynamic acceleration of laser-ablation plumes: Hyperthermal particle energies under thermal vaporization // Applied Physics Letters. 2015. V. 106.№5. P. 054107.
- Morozov A.A., Titarev V.A. Dynamics of planar gas expansion during nanosecond laser evaporation into a low-pressure background gas // Physics of Fluids .2022. V. 34№9. P. 096101. doi: 10.1063/5.0101119.
- Morozov A.A. Dynamics of gas cloud expansion under pulsed laser evaporation into vacuum // J. Phys. Conf. Ser. 2018. 1105. P. 012116.
- Morozov A.A. Mironova M.L. Numerical analysis of time-of-flight distributions of neutral particles for pulsed laser ablation of binary substances into vacuum // Appl. Phys. A. 2017. V. 123. P. 783.
- Bulgakova N.M. Bulgakov A.V. Pulsed laser ablation of solids: Transition from normal vaporization to phase explosion // Appl. Phys. A 2001. V. 73. P. 199–208.
- Itina T.E., Sentis M., Marine W. Synthesis of nanoclusters by nanosecond laser ablation: Direct Simulation Monte Carlo Modelling // Appl. Surf. 2006. Sci. 252. P. 4433–4438.
- Itina T.E., Marine W., Autric M. Monte Carlo simulation of pulsed laser ablation from two-component target into diluted ambient gas // Appl. Phys. A. 1997. V. 82.№7. P. 3536–3542.
- Austin Palya, Ranjbar О.A. , Lin Z., Volkov A.N. Kinetic simulations of laser-induced plume expansion into a background gas under conditions of spatial confinement // Intern. Journal of Heat and Mass Transfer. 2019. V. 132. P. 1029–1052.
- Bykov N.Y., Bulgakova N.M.,Bulgakov A.V.,Loukianov G.A. Pulsed laser ablation of metals in vacuum: DSMC study versus experiment // Appl. Phys. A. 2004. V. 79.№4. P. 1097–1100.
- Povarnitsyn M.E., Fokin V.B., Levashov P.R., Itina T.E. Molecular dynamics simulation of subpicosecond doublepulse laser ablation of metals // Physical Review B. 2015. V. 92. P. 174104.
- Morozov A.A., Titarev V.A. Kinetic study of time-of-flight Distribution during pulsed laser evaporation into vacuum // Physics of fluids. 2024. V. 36. P. 116112.
- Morozov A.A., Frolova A.A., Titarev V.A. On different kinetic approaches for computing planar gas expansion under pulsed evaporation into vacuum // Physics of fluids. 2020. V. 32.№11. P. 112005.
- Aoki K.,Takata S.,Aikawa H,Golse F. A rarefied gas flow caused by a discontinuous wall temperature // Physics of Fluids. 2001. V. 13. P. 2645.
- Brull S., Mieussens L. Local discrete velocity grids for deterministic rarefied flow Simulations // J. Comput. Phys. 2014. V. 266. P. 22–46.
- Kolobov V., Arslanbekov R. ,Frolova A. Solving kinetic Equations with adaptive mesh in phase space for rarefied gas dynamics and plasma physics // Proc. the 29th Intern. Symp. on RGD. 2014. V. AIP Conf. Proc. 1628. P. 952–961.
- Chen S., Xu K., Lee C., Cai Q. A unified gas kinetic scheme with moving mesh and velocity space adaptation // J. Comput. Phys. 2012. V. 231. P. 6643–6664.
- Arslanbekov R.,Kolobov V.I., Frolova A.A. Kinetic Solvers with Adaptive Mesh in Phase Space // Physical Review E. 2013. V. 88. P. 063301.
- Filbet F., Rey T. A Rescaling Velocity Method for Dissipative Kinetic Equations – Applications to Granular Media // J. Comput. Physics. 2013. V. 248. P. 177–199.
- Коган М.Н. Динамика разреженного газа. М.: Наука, 1967.
- Bhatnagar P.L„Gross E.P.,Krook M. A model for collision process in gases // Physical Review. 1954. V. 94. P. 511–525.
- Chen J., Liu S., Zhang R. Zhuo C, Yang Y., Zhong C. A global adaptive discretization of velocity space for discrete velocity methods in predictions of rarefied and multi-scale flows // Physics of Fluids. 2024. V. 36.№8. P. 086104.
- Morozov A.A.,Titarev V.A. Numerical simulation of pulsed planar evaporation into background gas based on direct Monte Carlo simulation and solution of the BGK model kinetic equation // J. of Physics: Conference Series. 2021. V. 2119. P. 012116.
Дополнительные файлы
