Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) ist eine Computersimulationstechnik, die zur Analyse des Verhaltens von Gasmolekülen in komplexen Strömungsfeldern verwendet wird. Diese Methode wird insbesondere in der Gasdynamik eingesetzt, um Phänomene wie Stoß, Diffusion und Wärmeübertragung in rarefizierten Gasen zu untersuchen, bei denen die Annahmen des kontinuierlichen Mediums nicht mehr gültig sind.
Die DSMC-Methode verwendet Monte-Carlo-Simulationen, um die Wechselwirkungen zwischen einzelnen Gaspartikeln und Wänden oder anderen Gaspartikeln zu modellieren. Dabei werden die Bahnen der einzelnen Teilchen durch stochastische Prozesse berechnet, wobei statistische Methoden verwendet werden, um die Verteilung der Teilchen im Raum und ihre Geschwindigkeiten zu bestimmen.
DSMC wird in verschiedenen Bereichen angewendet, darunter:
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Aerodynamik: Analyse von Gasströmungen um Flugzeuge, Raketen und Fahrzeuge in hohen Atmosphären.
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Mikroelektronik: Untersuchung des Verhaltens von Gasmolekülen in Vakuumkammern während der Herstellung von Halbleiterbauelementen.
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Weltraumfahrt: Bewertung der Wechselwirkungen von Gasmolekülen mit Raumfahrzeugen in der Weltraumumgebung.
DSMC ermöglicht die Modellierung von Strömungen in Bereichen, in denen klassische kontinuierliche Strömungsmodelle nicht mehr gültig sind, und bietet somit Einblicke in komplexe Strömungsphänomene in seltenen Gasen und Vakuumumgebungen.
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