BGK格式在微槽道气体流动中的数值模拟与可行性研究

本文探讨了"应用BGK格式数值模拟微槽道中的气体流动"这一主题，发表于2003年的《清华大学学报（自然科学版）》第43卷第8期。研究团队由赵建兵、李启兵、章光华和符松组成，他们利用BGK-Boltzmann模型方程为基础的气体运动论数值算法，对二维微槽道内的压力驱动气体流动进行了数值模拟。该研究的焦点在于扩展BGK格式，使其适用于对低密度、高Knudsen数（Kn，表征分子间碰撞频率与流速之比，是衡量气体流动从分子扩散到流体动力学过渡的参数）的微流动进行精确计算。 研究者通过比较BGK数值模拟的结果与Navier-Stokes（N-S）方程加上滑移边界修正的解析解以及Monte Carlo直接数值模拟（DSMC）的数据，验证了BGK方法在模拟这类复杂流动时表现出良好的性能和较高的计算效率。他们发现，在相对较大的Knudsen数范围，即0.1<Kn<1.0，BGK方法显示出极高的可行性，这表明在稀薄气体动力学领域，特别是微尺度气体流动的研究中，BGK格式是一种有效的数值工具。 关键词包括稀薄空气动力学、BGK格式、微尺度气体流动、压缩性效应和稀薄效应。这篇文章的中图分类号为O356，文献标识码为A，文章编号为1000-0054(2003)08-1083-05，这些信息都体现了研究的学术定位和主要关注点。该研究不仅提供了数值模拟方法的有效应用实例，也为未来在微尺度气体动力学中采用类似方法提供了理论支持和实践参考。