检索结果-内蒙古大学图书馆

第十六届全国流体力学数值方法研讨会2013

作者：姜伟汤文辉徐志宏冉宪文国防科学技术大学理学院解放军信息工程大学指挥军官基础教育学院

光滑粒子流体动力学(SPH)方法作为一种无网格方法,由于摆脱了网格的约束,特别适合处理动边界及流体自由面捕捉等问题,如波面的翻卷和破碎等现象。然而,采用SPH方法模拟流体运动时,往往会出现压力的非物理振荡,计算精度和稳定性较差。为... 详细信息

光滑粒子流体动力学(SPH)方法作为一种无网格方法,由于摆脱了网格的约束,特别适合处理动边界及流体自由面捕捉等问题,如波面的翻卷和破碎等现象。然而,采用SPH方法模拟流体运动时,往往会出现压力的非物理振荡,计算精度和稳定性较差。为了克服SPH方法的局限性,各种改进方法相继提出,其中以Parshikov[1]基于黎曼解提出的改进方法最为引人注目。该算法无需引入

关键词： SPH方法黎曼解水动力学问题数值黏性

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边界层流动中的数值黏性校准

边界层流动中的数值黏性校准

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中国力学大会-2015

作者：谢文佳李桦刘枫张冉国防科学技术大学航天科学与工程学院

采用线性分析法,针对迎风格式在边界层内的耗散特性进行了理论分析。分析结论认为,迎风格式精确分辨边界层的充分条件为格式对密度梯度与速度梯度必须同时具有保持性。

关键词：数值黏性

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一种改进的Roe格式及其稳定性分析

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应用数学和力学 2020年第10期41卷 1110-1124页

作者：胡立军赵昆磊衡阳师范学院数学与统计学院湖南衡阳421002 中国科学院数学与系统科学研究院科学和工程计算国家重点实验室北京100190

低耗散的激波捕捉方法,包括流行的Roe格式,在计算多维强激波问题时会遭遇激波不稳定现象的困扰,这会严重影响格式对于高超声速流动问题的精确模拟.对Roe格式进行小扰动分析,结果表明:激波面纵向所有物理量的扰动均会衰减,而横向的密度... 详细信息

低耗散的激波捕捉方法,包括流行的Roe格式,在计算多维强激波问题时会遭遇激波不稳定现象的困扰,这会严重影响格式对于高超声速流动问题的精确模拟.对Roe格式进行小扰动分析,结果表明:激波面纵向所有物理量的扰动均会衰减,而横向的密度扰动和剪切速度扰动不会衰减.在横向数值通量上增加与熵波和剪切波相对应的黏性来抑制Roe格式不稳定现象的发生.为了防止不合适的黏性影响格式对于接触间断和剪切层的分辨率,定义两个开关函数,使得黏性仅仅添加在激波层亚声速区的横向数值通量上.数值测试的结果表明:改进的Roe格式不仅保留了原始Roe格式高分辨率的优点,而且具有更好的鲁棒性,消除了激波不稳定现象.

关键词：高超声速流 Roe格式小扰动分析数值黏性激波不稳定性

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水动力学中不完全黎曼解的SPH方法及其在GPU上的实现

水动力学中不完全黎曼解的SPH方法及其在GPU上的实现

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作者：姜伟国防科学技术大学

学位级别：硕士

光滑粒子流体动力学(SPH)方法是一种无网格数值分析方法,在水动力学问题中具有重要应用。由于个人计算机上的CPU难以胜任SPH方法在模拟水动力学问题时因粒子数目规模较大所带来的大规模无逻辑关系的计算,而图形处理器(GPU)在无逻辑关系... 详细信息

光滑粒子流体动力学(SPH)方法是一种无网格数值分析方法,在水动力学问题中具有重要应用。由于个人计算机上的CPU难以胜任SPH方法在模拟水动力学问题时因粒子数目规模较大所带来的大规模无逻辑关系的计算,而图形处理器(GPU)在无逻辑关系的并行计算上比同时期的CPU计算速度快、存储带宽宽,因此采用GPU通用计算平台对水动力学中的SPH方法进行研究,既能充分发挥SPH方法在模拟大变形流体时的优势,又能充分发挥GPU在并行计算方面的优势。虽然SPH方法在水动力学中具有广泛应用,但传统带人工黏性项的SPH方法在模拟静态问题、溃坝问题和孤立波爬坡等问题时仍然存在压力非物理振荡的不足。为此,本文针对水动力学问题中的SPH方法进行了研究,并基于GPU编程,在个人计算机上实现了较大规模粒子数的典型水动力学问题的SPH数值模拟。本文主要研究内容如下:第一,对水动力学中的SPH方法进行了研究。在水动力学问题的数值模拟中,传统带人工黏性项的SPH方法存在压力的非物理振荡、计算精度和稳定性较差的不足,虽然完全黎曼解的SPH方法能对压力的非物理振荡进行抑制,但却引入了较大数值黏性。为此,我们对水动力学问题数值模拟中的弱可压状态方程和流体控制方程组进行分析,在此基础上提出了不完全黎曼解的SPH方法。第二,采用CUDA C语言编写了HLLC一阶完全黎曼解和不完全黎曼解的SPH方法、HLLC二阶完全黎曼解和不完全黎曼解的SPH方法的程序模块,并将上述模块添加到现有的传统带人工黏性项的SPH方法的GPU程序中,得到了水动力学中含多种修正的SPH方法的GPU程序。第三,在个人电脑上搭建了GPU通用计算平台,采用水动力学中含多种修正的SPH方法的GPU程序,在基于GPU的通用计算平台上实现了二维溃坝问题、二维孤立波爬坡问题、三维静态问题、三维溃坝问题和三维孤立波爬坡问题的数值模拟,并对数值模拟结果进行了对比分析。研究表明:(1)HLLC一阶和二阶不完全黎曼解的SPH方法不仅能够有效抑制水动力学问题中压力的非物理振荡,而且数值黏性比HLLC一阶和二阶完全黎曼解的SPH方法小,从而能够逼真地模拟典型水动力学问题的流体运动特征。(2)基于GPU的通用计算平台和程序设计,能够在个人计算机上实现较大规模粒子数的水动力学问题的SPH数值模拟。

关键词：光滑粒子流体动力学方法图形处理器水动力学黎曼解压力振荡数值黏性

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