Globally time-reversible fluid simulations with smoothed particle hydrodynamics
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216208%3A11320%2F23%3A10473217" target="_blank" >RIV/00216208:11320/23:10473217 - isvavai.cz</a>
Výsledek na webu
<a href="https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=rHN2hBtdGC" target="_blank" >https://verso.is.cuni.cz/pub/verso.fpl?fname=obd_publikace_handle&handle=rHN2hBtdGC</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.cpc.2022.108593" target="_blank" >10.1016/j.cpc.2022.108593</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Globally time-reversible fluid simulations with smoothed particle hydrodynamics
Popis výsledku v původním jazyce
This paper describes an energy-preserving and globally time-reversible code for weakly compressible smoothed particle hydrodynamics (SPH). We do not add any additional dynamics to the Monaghan's original SPH scheme at the level of ordinary differential equation, but we show how to discretize the equations by using a corrected expression for density and by invoking a symplectic integrator. Moreover, to achieve the global-in-time reversibility, we have to correct the initial state, implement a conservative fluid-wall interaction, and use the fixed-point arithmetic. Although the numerical scheme is reversible globally in time (solvable backwards in time while recovering the initial conditions), we observe thermalization of the particle velocities and growth of the Boltzmann entropy. In other words, when we do not see all the possible details, as in the Boltzmann entropy, which depends only on the one-particle distribution function, we observe the emergence of the second law of thermodynamics (irreversible behavior) from purely reversible dynamics.
Název v anglickém jazyce
Globally time-reversible fluid simulations with smoothed particle hydrodynamics
Popis výsledku anglicky
This paper describes an energy-preserving and globally time-reversible code for weakly compressible smoothed particle hydrodynamics (SPH). We do not add any additional dynamics to the Monaghan's original SPH scheme at the level of ordinary differential equation, but we show how to discretize the equations by using a corrected expression for density and by invoking a symplectic integrator. Moreover, to achieve the global-in-time reversibility, we have to correct the initial state, implement a conservative fluid-wall interaction, and use the fixed-point arithmetic. Although the numerical scheme is reversible globally in time (solvable backwards in time while recovering the initial conditions), we observe thermalization of the particle velocities and growth of the Boltzmann entropy. In other words, when we do not see all the possible details, as in the Boltzmann entropy, which depends only on the one-particle distribution function, we observe the emergence of the second law of thermodynamics (irreversible behavior) from purely reversible dynamics.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
10102 - Applied mathematics
Návaznosti výsledku
Projekt
<a href="/cs/project/EF19_073%2F0016935" target="_blank" >EF19_073/0016935: Grantová schémata na UK</a><br>
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace
Ostatní
Rok uplatnění
2023
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Computer Physics Communications
ISSN
0010-4655
e-ISSN
1879-2944
Svazek periodika
2023
Číslo periodika v rámci svazku
108593
Stát vydavatele periodika
NL - Nizozemsko
Počet stran výsledku
12
Strana od-do
1-12
Kód UT WoS článku
000914587900004
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85142911685