A Parallel Navier Stokes Solver for Natural Convection and Free Surface Flow

حل گر موازی ناویر-استوکس برای انتقال حرارت جابجایی آزاد و جریان با سطح آزاد

 روش عددی موازی برای حل معادلات ناویر استوکس در دستگاه کارتزین و شبکه ی غیر متعامد اعمال شده است. برای آنکه ابتدا دقت کد تضمین شود، گسسته سازی مرتبه ی دو و سه، با و بدون محدود کننده ی شار، اعمال و امتحان شده است. پر هزینه ترین اقدام محاسباتی در کد، قسمت حل معادلات خطی است، و تعدادی حل گر خطی مورد امتحان قرار گرفته اند تا کارآمد­ترین آنها انتخاب شود. فضای کرایلوف، فاکتورگیری ناقص، و دیگر حل گر های مستقیم و تکرار شونده اعمال شده اند، و با حل گر خطی و جدید مولتی-گرید مورد مقایسه قرار گرفته اند، که به عنوان حل گر برای روش های فضای کرایلوف ابداع شده اند. برای کاهش زمان اجرای برنامه، بعد از انجام یک سری از آزمایش ها برای مقایسه ی تکنیک های مختلف موازی سازی و معماری کامپیوتری برای حل گر معادلات ناویر-استوکس، کد موازی سازی می شود. کد برای اعمال دو نوع از مسایل اعمال شده است. دو جریان جابجایی آزاد مورد مطالعه قرار گرفت، با مطالعه ی اولیه ی جریان جابجایی رایلی-بنارد به صورت دو بعدی و پس از آن بررسی جریان سه بعدی که در هر دو مورد نتایج با نتایج آزمایشگاهی قیاس شده اند. نوع دوم مسایل مدل شده، جریان ها با سطح آزاد هستند. حفره ی دو بعدی با سطح آزاد متحرک، و جریان دو بعدی – مدل شد که مدل سازی مورد دوم با نظریه ی تحلیلی مقایسه شد. در نهایت جریان سه بعدی حول بدنه ی کشتی با بررسی جریان اطراف بدنه برای بازه ای از اعداد رینولدز و فرود مدل شد.

A parallel numerical method has been implemented for solving the Navier Stokes equations on Cartesian and non-orthogonal meshes. To ensure the accuracy of the code first, second and third order differencing schemes, with and without flux-limiters, have been implemented and tested. The most computationally expensive task in the code is the solution of linear equations, and a number of linear solvers have been tested to determine the most efficient. Krylov space, incomplete factorisation, and other iterative and direct solvers from the literature have been implemented, and have been compared with a novel black-box multigrid linear solver that has been developed both as a solver and as a preconditioner for the Krylov space methods. To further reduce execution time the code was parallelised, after a series of experiments comparing the suitability of different parallelisation techniques and computer architectures for the Navier Stokes solver. The code has been applied to the solution of two classes of problem. Two natural convection flows were studied, with an initial study of two dimensional Rayleigh Benard convection being followed by a study of a transient three dimensional flow, in both cases the results being compared with experiment. The second class of problems modelled were free surface flows. A two dimensional free surface driven cavity, and a two dimensional flume flow were modelled, the latter being compared with analytic theory. Finally a three dimensional ship flow was modelled, with the flow about a Wigley hull being simulated for a range of Reynolds and Froude numbers.

 

نظر بدهید

توجه: HTML ترجمه نمی شود!
    بد           خوب

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcu.Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcuLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Aliquam iaculis egestas laoreet. Etiam faucibus massa sed risus lacinia in vulputate dolor imperdiet. Curabitur pharetra, purus a commodo dignissim, sapien nulla tempus nisi, et varius nulla urna at arcu. 

A Parallel Navier Stokes Solver for Natural Convection and Free Surface Flow

  • تولید کننده: مارکت کد
  • شناسنامه: A Parallel Navier Stokes Solver for Natural Convection and Free
  • موجودی: در انبار
  • تاریخ چاپ: 2000
  • لینک دانلود
  • نویسنده: Stuart Edward Norris
  • رایگان

برچسب ها: Navier_Stokes, CFD, Natural_Convection, Free_Surface_Flow, Parallelisation