基于MPI的不可压缩N-S方程并行计算方法的研究

在目前的计算流体力学问题中,当求解N-S方程等大型科学计算问题时,存在着计算量大、耗时长的问题,对此提出了一种MPI并行算法,其中包括并行求解三对角矩阵与超松弛迭代。通过实例验证,该方法准确、可靠,并且可以大大缩短计算时间,对于大型科学计算问题具有很好的适用性。     

一阶、二阶导数耦合的紧致差分格式及其应用

在数值计算中可能遇到求解一阶导数和二阶导数耦合的微分方程,为了能用紧致差分格式进行计算,针对这样的方程,建立了考虑一阶、二阶导数耦合的紧致差分格式,利用这一方法可以直接对方程进行离散求解。通过具体算例,验证该类紧致差分格式的优越性,还将这类紧致差分格式运用到求解二维偏微分方程中。     

快速压缩装置角涡运动特性

针对内燃机快速压缩装置(RCM)内部的典型涡旋流动,采用CFD方法对不同边界条件和变比例几何模型下的内燃机汽缸模型RCM内涡旋的形成与分布特征进行了数值模拟分析.结果表明:RCM的汽缸与活塞形成的角区附近存在一对反向旋转的涡旋,通常情况下,角区涡将充满整个活塞壁.模型的几何尺寸比例对RCM内部的涡流动有显著影响:随着几...     

相于结构非对称模型的数值计算方法

本文针对湍流流场中普遍存在的非对称相干结构,发展了一套可用于计算相于结构非对称理论模型的计算方法,并运用该方法研究了由流动稳定性理论提供的相干结构非对称模型——一般共振三波的演化规律,计算结果与实验及数值模拟基本一致.     

二维不可压缩平板边界层的紧致有限差分法

针对二维不可压缩平板边界层N-S扰动方程,采用高精度紧致有限差分格式,应用空间模式,直接数值模拟了二维不稳定T-S波传播的过程。该算法的时间离散采用三阶精度混合显隐分裂格式,空间离散采用高精度紧致有限差分逼近。法向采用非等距网格方法,出口边界条件采用嵌边函数法。实例验证,该方法计算结果与流动稳定性分析的结果一致。     

湍流近壁区非线性模型的应力相位研究

近年来的研究结果显示,在非平衡湍流中,线性湍流模型中的雷诺应力与平均速度变形率之间存在着相位差,但是非线性湍流模型中是否也存在这个问题,至今还没有文献涉及。针对这一问题,该文对空间周期性吹吸边界条件的槽道湍流进行了直接数值模拟。研究发现,在湍流近壁区,剪切变形的相位在典型的非线性湍流模型的主要项中起着主导作用,这使得雷诺应力与相应的模拟项之间存在相位差。因此在建立有关非线性湍流模型时也应该注意这一问题。     

大型汽轮发电机组转子轴系扭振弹性波的解析研究

建立了汽轮发电机组轴系的弹性连续体扭振模型，提出了求解复杂阶梯轴系扭振波动方程的解析方法。计算了一台２００ＭＷ机组转子轴系扭振波动特性的精确解，并与离散系统计算结果做了比较。根据机组扭振干扰力矩的复杂性和随机性，利用该方法进行了网机耦合作用下的扭振强迫振动考核。     

基于MPI的伪谱法大涡模拟并行计算的研究

使用伪谱方法的大涡模拟准确、高效,但在高雷诺数情况下,计算量仍然非常巨大,需要采用并行方法,但是快速傅里叶变换的并行算法在实际应用中有很大的困难。针对这一问题,提出了一种新的基于MPI的伪谱法大涡模拟的并行计算方法。通过实例验证,该方法准确、易行、稳健,并且可以大幅提高计算速度,节省计算时间,这对大涡模拟在工程中的广泛应用具有重要意义。