对LVDSMC方法的改进(英文)

最近,Homolle和Hadjiconstantinu提出了新的粒子模拟方法———LVDSMC方法[1],该方法采用了减少方差的思想从而提高了低速流动问题中的计算效率。本文针对LVDSMC方法提出两点改进:第一,除了方法中原来已采用的偏差粒子,在计算近自由分子流问题时建议额外地采用一些辅助粒子,从而可以约束计算过程中原始算法在生成偏差粒子时计算误差的累积效应;第二,提出一个可选的用于计算潜在Maxwell Boltzmann分布函数中的速度参数的增量,从而使得表面的应力及热流的计算变得简单。

IP方法模拟硬盘读写头气膜润滑问题

本论文中采用IP方法模拟硬盘读写头的气膜润滑问题，并选择耗时但精准的DSMC方法作为该问题中IP方法的检验标准，IP方法计算得到的读写头表面压力分布及读写头所受净升力为读写头的设计提供可靠的参考数据。 首先，将读写头复杂表面简化为平面并假定尺寸为微米（远小于真实的毫米），微米尺寸时可以得到DSMC的模拟结果用于比较。IP法对该问题的模拟结果与DSMC的模拟结果完全吻合。 其次，选定一个真实的读写头表面几何，但仍然假定尺寸为微米。IP法在该问题的应用过程中遇到四点困难，我们提出或采取了相应的解决办法。在复杂表面几何的读写头气膜润滑问题中，IP法的模拟结果与DSMC的模拟结果也相符一致。 最后完成真实几何、真实尺寸（毫米）的读写头气膜润滑问题的模拟，这也是本论文的最终研究目标。IP法模拟该问题时需要采用大网格，为此我们构造二维检验模型验证了大网格的合理性。 真实几何读写头气膜润滑问题的模拟结果表明，在流场的局部区域压力沿着高度方向变化显著，这意味着读写头问题的传统计算方法（即概括性雷诺方程）在该局部区域不成立，故用它计算得到的结果值得认真检验，但文献中尚未给出过这类检验。这正是该论文的研究背景和采用新方法（IP方法）的原因。 本论文研究的问题属于过渡领域、低速流动问题，故本论文还介绍了该领域另外一种粒子模拟方法（LVDSMC方法）以及我们对该方法提出的一些改进。 关键词：硬盘读写头，气膜润滑，概括性雷诺方程，IP方法，DSMC方法，过渡领域，LVDSMC方法