来源：期刊VIP网 时间：
作者：冯凯凯;田鹏;张俊;
单位：北京航空航天大学航空科学与工程学院;
摘要：在跨流域气体流动问题的研究中，传统随机粒子算法如直接模拟蒙特卡洛（DSMC）方法由于存在分子平均自由程和平均碰撞时间对计算时空尺度的限制，无法进行高效模拟。统一随机粒子（USP）方法是近年来提出的多尺度粒子方法，该方法通过将分子的运动和碰撞耦合考虑，去除了DSMC方法中计算时空尺度的限制，有效提高了在跨流域流场计算中的效率。介绍了USP方法的基本原理、算法实现和作者团队最近开发的开源求解器SPARTACUS。SPARTACUS在DSMC方法的开源框架SPARTA基础上发展而来，具有出色的通用性，能够对任意1～3维几何外形的内外流场进行计算。此外，该求解器使用基于消息传递接口的并行策略，具有支持上百万核规模并行的潜力。给出了几个针对不同外形、从低速到高超声速的基准测试结果，并与DSMC或实验的参考结果进行对比。结果表明，该求解器能够对跨流域流场进行准确模拟，并与传统粒子方法相比具有显著效率优势。
关键词：多尺度计算;;稀薄气体动力学;;随机粒子方法;;临近空间飞行;;直接模拟蒙特卡洛;;SPARTA
