基于直接模拟蒙特卡罗方法计算单一气体及二元混合气体的平均自由程

• 作者: 魏宁斐 冯焱 孙雯君 成永军 董猛 宋伊 吴成耀 刘国庭
• 来源期刊: 真空与低温
• 关键词: 直接模拟蒙特卡罗方法 平均自由程 单一气体 二元混合气体
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 真空技术|Vacuum Technology
• 页码范围: 132-140
• 页数: 9页
• 分类号: TB79
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-7086.2021.02.005

摘要

运用直接模拟蒙特卡罗方法研究了单一及二元混合气体在平衡态时气体内部分子间的相互碰撞过程.采用可变硬球模型及可变软球模型两种分子间碰撞处理模型对单一及二元混合气体分子平均自由程、单位时间单位体积内碰撞次数在模拟温度为300～20000 K之间进行了模拟计算.为了检验这两种模型模拟计算的精确性,将其结果与对应模型下的理论计算结果进行比较,表明单一气体的模拟结果与理论计算结果相对偏差不超过0.7％,混合气体相对偏差不超过1.5％.同时将上述两种模型的模拟结果与传统硬球模型的计算结果进行比较,发现在硬球模型下,气体分子平均自由程在宽温度区间与其他两种模型相比有较大的误差,而单位时间单位体积内气体分子的碰撞次数与模拟温度的二分之一次方成正比,当模拟温度高于300 K时,其结果大于另外两种模型下的结果.