光滑粒子流体动力学模拟粉尘气体混合物时过阻尼问题的解决
A solution to the overdamping problem when simulating dust-gas mixtures with smoothed particle hydrodynamics
摘要：
我们提出了一个修复Laibe & Price（2012）发现的过阻尼问题时，使用两组不同的粒子使用平滑粒子流体动力学模拟强耦合的粉尘-气体混合物。我们的解决方案是通过重建速度场来计算阻力时，计算气体和尘埃粒子对之间的重心处的阻力，类似于Godunov型求解器中的程序。这解决了过阻尼问题，计算成本可以忽略不计，但需要额外的内存来存储速度导数。我们采用斜率限制器，以避免虚假振荡的冲击，发现范里尔单调中心限制器最有效。
英文摘要：
We present a fix to the overdamping problem found by Laibe & Price (2012) when simulating strongly coupled dust-gas mixtures using two different sets of particles using smoothed particle hydrodynamics. Our solution is to compute the drag at the barycentre between gas and dust particle pairs when computing the drag force by reconstructing the velocity field, similar to the procedure in Godunov-type solvers. This fixes the overdamping problem at negligible computational cost, but with additional memory required to store velocity derivatives. We employ slope limiters to avoid spurious oscillations at shocks, finding the van Leer Monotonized Central limiter most effective.
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