Simulating three-dimensional unsteady viscous compressible flow on GPU using the DiamondTorre algorithm (original) (raw)
2018, Keldysh Institute Preprints
1 MIPT, 2 KIAM RAS Simulating three-dimensional unsteady viscous compressible flow on GPU using the DiamondTorre algorithm In this paper the approach to simulation of unsteady fluid dynamic problems in terms of the Navier-Stokes system of equations is considered. The numerical scheme is built using the Runge-Kutta discontinuous Galerkin method, approximating the viscous terms with the local discontinuous Galerkin method. A modification of the DiamondTorre algorithm is developped for the geterogeneous implementation of the scheme. The solver based on this algorithm is included into the DTGV software for solving three-dimensional fluid dynamic problems, the results of its validation and performance tests are given. An example of solving the problem of flow past a sphere in three-dimensional setting is presented.
Related papers
Redchyts Numerical simulation of the viscous incompressible flow around of the group of two bodies
System technologies
Analysis of recent research and publications. It is known that the presence near the body of another body or a solid wall in a flow can significantly change both the overall flow pattern and the aerodynamic characteristics of bodies in a group. Studies of the interaction of bodies in the flow are conducted for a long time. In [6], the results of a study of changes in the overall flow pattern and the form of interaction of vortices behind tandem-arranged circular cylinders are presented. Further, experimental studies of the flow around a group consisting of two cylinders were aimed at classifying flow patterns depending on the position of the group in the flow, the distance between the cylinders and the Reynolds number [1, 2, 9]. A rather complete identification and classification of the pattern of flow was performed in [6, 7]. Studies on the classification and analysis of flow patterns are still being conducted [1]. Studies on the classification of patterns of the flow around group ...
Numerical Simulation Intra-Chamber of Unsteady Turbulent Flows Stimulate. Part 1
Bulletin of the South Ural State University. Series "Mathematical Modelling, Programming and Computer Software", 2019
В работе представлена методика моделирования трехмерных внутренних нестационарных турбулентных течений, в частности, течения продуктов сгорания в твердотопливном ракетном двигателе. Приведена система определяющих уравнений, описывающая поток сжимаемого вязкого газа, записанная в цилиндрической системе координат. Предложен вычислительный алгоритм, разработанный на основе модифицированной схемы расщепления векторов потоков, относящийся к классу методов, использующих подход Годунова. Данный алгоритм пригоден для сквозного расчета внутреннего течения по всему тракту ракетного двигателя, включающего как зоны дозвукового течения в камере, так и зону сверхзвукового течения в сопле. Полученные результаты численного моделирования внутреннего турбулентного течения газа в модельном ракетном двигателе показывают осциллирующий ударно-волновой характер процессов, протекающих в камере двигателя на начальном этапе работы. Определено время выхода двигателя на стационарный режим. Ключевые слова: внутрикамерные процессы; турбулентность; нестационарное течение; вычислительная гидрогазодинамика.
Numerical simulation of vortex breakdown by solving the Euler equations for an incompressible fluid
A method of calculating unsteady, three dimensional flows of inviscid incompressible fluid was used in research on vortex breakdown. This method is based on the solution of the unsteady Euler equations in a velocity-pressure formulation, discretized by centered finite difference schemes, accurate to the second order. The application dealt with relates to a single vortex that has an initial velocity profile resembling delta wing vortices. Comparisons are made with experimental data and with other simulation methods.
Институт математического моделирования РАН, Москва Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 94-01-01448). В работе предложены и исследованы разностные схемы расщепления для решения уравнений Навье-Стокса для несжимаемой жидкости в естественных переменных на неразнесенной сетке. Для разно стного решения краевой задачи получена априорная оценка, согласованная с оценкой исходной дифференциальной задачи. С использованием операторного подхода, сформулированы требования к разностным операторам, при выполнении которых удается получить оценку дискретного решения. Схемы имеют второй порядок аппроксимации по пространству внутри области и первый-на грани це. Показано, какого вида осцилляции решения возникают при точном (до ошибок округления) решении уравнения неразрывности. Предложен способ регуляризации разностных схем путем введе ния в разностное уравнение неразрывности регуляризатора-дополнительных членов порядка ма лости Ofrh 2). Регуляризированные схемы приводят к решениям без осцилляции. Возможности мето да демонстрируются на примере решения стандартной тестовой задачи о течении в каверне с дви жущейся крышкой. Приведены результаты расчетов для чисел Рейнольдса Re=100, 400, 1000, 3200 на последовательности сеток 21x21, 41x41, 81x81 и 161x161.
Loading Preview
Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.