齐法尼，P。;J.G.M.库尔滕。;B.J.Geurts。 用于湍流充满气泡的通道流的高度可扩展DNS解算器。 （英语） Zbl 1410.76082号 计算。流体 172, 67-83 (2018). 摘要：我们提出了一种高效且高度可扩展的离散气液流动直接数值模拟（DNS）求解器，其中包含大量可变形气泡。我们将此应用于湍流中的（O（10^4））气泡。这是通过最先进的数值方法以及起源于单相和两相流的快速可扩展数值算法的精心组合实现的。介绍了曲率计算、气泡碰撞和变效率泊松方程求解器算法的特点和关键要素。通过与Hysing基准进行比较，确定了上升气泡准确平流的分辨率要求[S.Hysing公司等，《国际期刊数字》。方法流体60，No.11，1259–1288（2009；Zbl 1273.76276号)]. 曲率计算采用广义高度函数法。与有限差分方法相比，使用GHF时，我们观察到与理论收敛速度一致，并且伪速度显著降低。分析了气泡与区域壁之间的主要相互作用机制，表明了基本数值方法的二阶收敛性。对Navier-Stokes（NS）求解器和气体体积分数求解器的并行性能进行了详细分析。分析表明，在计算网格上，NS解算器具有10亿个单元，且气体体积分数解算器的理想缩放比例高达\（O（10^3）\）个气泡，近似线性缩放到18000个核心。除此之外，还发现了高达\（O（10^4）\）气泡的可接受开销。一个装有10000个气泡的湍流通道的下流结构模拟说明了计算能力。计算速度场的一阶和二阶统计以及统计稳态下平均气体体积分数场的分布。在所考虑的情况下，观察到壁剪切应力增加了47%，这是由嵌入的气泡引起的湍流修正引起的。在高体积分数下，湍流和气泡之间的相互作用导致通道核心宽区域内速度波动的均方根值强烈衰减。 引用于12文件 MSC公司： 76层65 湍流的直接数值模拟和大涡模拟 76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用 76T10型 液气两相流，气泡流 关键词：泡状流;河道水流;域名服务器;VOF（挥发性有机物）;OpenMP-MPI接口 引文：Zbl 1273.76276号 软件：磁粉探伤;FFTW公司;水蝇;LAPACK公司;韦塞林;AFiD公司;PROST公司;美国国家航空航天局VOF2D;MPI/MPICH公司;SLIC公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 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