Reducción del Error de Temperatura del Fluido DPD mediante el Uso de un Esquema de Integración Temporal de Runge-Kutta Particionado
Autores: Yamada, Toru; Itoh, Shugo; Morinishi, Yohei; Tamano, Shinji
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Reducción del Error de Temperatura del Fluido DPD mediante el Uso de un Esquema de Integración Temporal de Runge-Kutta Particionado
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Estudio
Error de temperatura
Dinámica de partículas disipativas
Esquema PRK3
Eficiencias computacionales
Indicadores de error
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio enfatiza la reducción del error de temperatura de la dinámica de partículas disipativas (DPD) al aplicar directamente un método de Runge-Kutta particionado de tercer orden de etapa mínima (PRK3) a la integración temporal, que no incluye ninguna de las ecuaciones gobernantes adicionales ni cambios en la formulación del termostato DPD. El error se estima en función de los valores promedio de las temperaturas cinética y configuracional. El resultado muestra que los errores en ambas temperaturas se reducen considerablemente al utilizar el esquema PRK3 en comparación con los de estudios anteriores. Además, la comparación entre tres esquemas PRK3 diferentes demuestra nuestros hallazgos recientes de que la conservación de la simplecticidad del sistema es importante para reducir el error de temperatura del fluido DPD, especialmente para incrementos de tiempo grandes. También se estiman las eficiencias computacionales del esquema PRK3 así como de los existentes. Se encontró en la estimación que la simulación utilizando el esquema PRK3 es más de dos veces más eficiente que las que utilizan los existentes. Finalmente, se discuten los roles de las temperaturas cinética y configuracional como indicadores de error al compararlas con la función de autocorrelación de velocidad y la función de distribución radial. Se encontró que los errores de estas temperaturas involucran diferentes características, y por lo tanto, ambas temperaturas deben tenerse en cuenta para evaluar de manera integral el error numérico de DPD.
Descripción
Este estudio enfatiza la reducción del error de temperatura de la dinámica de partículas disipativas (DPD) al aplicar directamente un método de Runge-Kutta particionado de tercer orden de etapa mínima (PRK3) a la integración temporal, que no incluye ninguna de las ecuaciones gobernantes adicionales ni cambios en la formulación del termostato DPD. El error se estima en función de los valores promedio de las temperaturas cinética y configuracional. El resultado muestra que los errores en ambas temperaturas se reducen considerablemente al utilizar el esquema PRK3 en comparación con los de estudios anteriores. Además, la comparación entre tres esquemas PRK3 diferentes demuestra nuestros hallazgos recientes de que la conservación de la simplecticidad del sistema es importante para reducir el error de temperatura del fluido DPD, especialmente para incrementos de tiempo grandes. También se estiman las eficiencias computacionales del esquema PRK3 así como de los existentes. Se encontró en la estimación que la simulación utilizando el esquema PRK3 es más de dos veces más eficiente que las que utilizan los existentes. Finalmente, se discuten los roles de las temperaturas cinética y configuracional como indicadores de error al compararlas con la función de autocorrelación de velocidad y la función de distribución radial. Se encontró que los errores de estas temperaturas involucran diferentes características, y por lo tanto, ambas temperaturas deben tenerse en cuenta para evaluar de manera integral el error numérico de DPD.