中文会议： 第十届全国流体力学学术会议论文摘要集

会议日期： 2018-10-25

会议地点： 中国浙江杭州

主办单位： 中国力学学会流体力学专业委员会

出版日期： 2018-09-30

作　　者： ;

机构地区： 中山大学工学院力学系

出　　处： 《第十届全国流体力学学术会议》

摘　　要： 高Ra数Rayleigh-Bénard热对流的湍流特性研究是当前国际上的一个热门研究课题,DNS模拟计算是研究该课题的重要手段之一。高Ra的RB热对流数值模拟面临重大挑战。随着Ra数的提高,计算规模不断增大而计算工作量巨大,计算难以实现,从而造成数值模拟高Ra数RB对流的研究瓶颈。在热对流DNS模拟的大规模并行计算中,我们创建了可以高效并行计算的热对流并行直接求解方法(PDM-DNS),有效的提高了DNS模拟的并行效率,完成了系列高Ra数和极高Ra数的二维湍流热对流数值计算,Ra=10。如果计算模拟更高Ra的湍流热对流,仍需要更加有效的计算技术。Ostilla-Monico等人对低扩散标量湍流场模拟计算的分析研究表明,温度标量为平流标量,在DNS模拟过程中需要比动量更高的空间分辨率。热对流DNS计算中速度场的计算工作量是其主要部分,两者如果采用同一网格以满足温度标量场的精细计算要求,会产生大量的不必要的计算工作量。动量与温度标量场的数值模拟可采用不同精细的网格。本文依据以上标量场不同分辨率的研究成果,设计了多分辨率方法,对已有的高效并行计算的热对流直接求解方法(PDM-DNS)进行改进,并讨论的两套网格上物理量的插值技术,按照每个计算温度标量细网格上流动满足质量守恒的要求,建立了一套速度守恒平移插值方法。计算结果表明,多分辨率并行直接求解方法(MrPDM-DNS,Multiple-resolution Parallel Direct Method of DNS)可以进一步大大提高湍流热对流DNS的计算效率,并可得到与原有计算一致的结果。

关 键 词： 多分辨率 热对流 温度标量场 并行计算

领　　域： []