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分布式内存结构的高效拉格朗日粒子跟踪算法。 (英语) Zbl 1521.76630号

小结:本文主要研究欧拉-拉格朗日单向耦合颗粒流的离散相解。针对二维和三维非结构化混合网格,提出并实现了一种高效的双约束区域划分方法。首先使用一组具有代表性的粒子进行初步模拟,以使用与粒子交叉概率成比例的权重对细胞进行适当标记。此外,还提出了一种新颖的并行光线追踪定位算法。为每个粒子分配一个全局标识符,从而显著减少进程之间的整体通信。针对两个稳定的积冰模拟参考案例验证了所提方法:NACA 0012剖面和NACA 64A008扫掠水平尾翼。此外,从三维圆柱体周围的非定常流动开始,进行了云滴撞击试验,以评估代码在非定常问题上的性能。

MSC公司:

76米28 粒子法和晶格气体法
65M50型 涉及偏微分方程初值和初边值问题数值解的网格生成、细化和自适应方法
2005年5月 并行数值计算
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Widhalm,M。;Ronzheimer,A。;Meyer,J.,大型非结构化三维网格上的拉格朗日粒子跟踪,(第46届AIAA航空航天科学会议和展览(2008))
[2] Kopper,P。;施瓦兹,A。;科普莱斯通,S.M。;奥特温,P。;Staudacher,S。;Beck,A.,大规模并行系统上高保真粒子跟踪框架(2022)
[3] 韦德尔,J。;斯坦曼,P。;Štrakl,M。;赫里伯舍克,M。;Ravnik,J.,CFD能否在年轻人中与较温和的新型冠状病毒肺炎建立联系?基于湍流中拉格朗日粒子追踪的不同年龄组肺部气溶胶沉积,计算力学,1-17(2021)
[4] Vångö,M.,使用拉格朗日粒子跟踪方法对直接气体注入进行CFD建模(2015)
[5] 卡里奥,O.T。;Vuorinen,V。;Kahila,H。;我,H.G。;Larmi,M.,《燃料对高速蒸发燃料喷雾的影响:不同燃料喷雾A的大涡模拟》,《国际J发动机研究》,21,1,26-42(2020)
[6] 池川,M。;石井,E。;北卡罗来纳州原田。;Takagishi,T.,《连续喷墨打印机墨水粒子飞行模拟的发展》,(ASME国际机械工程大会和博览会,ASME国际机械工程学大会和博览会第7A卷:流体工程系统和技术(2013))
[7] A.哈米德。;Das,K。;Basu,D.,航空发动机旋转机械上冰滴轨迹和收集效率的数值模拟,(第43届AIAA航空科学会议和展览(2005年)),网址:https://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2005-1248
[8] 张,D。;Chen,W.,复杂结冰表面上过冷液滴撞击的数值研究,现代物理学报B,23,03,469-472(2009)·Zbl 1419.76646号
[9] Yassin,K。;Kassem,H。;斯托夫桑特,B。;Klemme,T。;Peinke,J.,风力涡轮机翼型结冰粗糙度影响的数值模拟,能源,15,21(2022),URL:https://www.mdpi.com/1996-1073/15/21/8145
[10] Ge,W。;Sankaran,R。;Chen,J.H.,用于液体喷雾的拉格朗日-欧式模拟的CPU/GPU便携式软件库的开发,国际J Multiph Flow,128,第103293页,(2020)
[11] 美国安萨里。;侯赛因,M。;马扎尔,S。;Manzoor,T。;Siddiqui,K.J。;Abid,M.,《分布式有限元法的网格划分和高效方程求解技术:综述》,Arch Comput methods Eng,26,1-16(2019)
[12] Kaluderic,B.,混合欧拉-拉格朗日CFD算法中拉格朗基模型的并行化,并行分布计算杂志,64,2,277-284(2004)·Zbl 1069.68648号
[13] Capodaglio,G。;Aulisa,E.,并行有限元应用的粒子跟踪算法,计算与流体,159,338-355(2017)·Zbl 1390.76700号
[14] 海因里希,M。;Schwarze,R.,OpenFOAM喷雾雾化模拟中流体体积和拉格朗日粒子跟踪的三维耦合,SoftwareX,11,文章100483 pp.(2020)
[15] 根特,R。;达特,北。;Cansdale,J.,《飞机结冰》,Phil Trans R Soc A,358、1776、2873-2911(2000)·Zbl 0997.76092号
[16] Cebeci,T。;Kafyeke,F.,《飞机结冰》,Annu Rev Fluid Mech,35,1,11-21(2003)·Zbl 1039.76072号
[17] Karypis,G。;Schloegel,K。;Kumar,V.,Parmetis并行图划分和稀疏矩阵排序库(1997)
[18] Schloegel K,Karypis G,Kumar V.多约束图划分的并行多层算法。纳入:2000年欧洲法律。
[19] Karypis,G。;Kumar,V.,不规则图的多层k-way划分方案,J Parallel Distribute Compute,48,1,96-129(1998)
[20] 张,L。;张,G。;刘,Y。;Pan,H.,基于并行有限元分析的网格划分算法及其实现,Math Probl Eng(2013)·Zbl 1299.65286号
[21] 骑士,C。;Pellegrini,F.,PT-scotch:高效并行图排序工具,并行计算,34,6,318-331(2008)
[22] Devine,K。;Boman,E。;希普比,R。;亨德里克森,B。;Vaughan,C.,并行动态应用的Zoltan数据管理服务,计算科学工程,490-97(2002)
[23] Shang,Z.,处理大规模网格的大规模CFD并行计算,J Eng,2013,1-6(2013)
[24] Baldan,G。;博雷尔,R。;Jägersküpper,J.,基于运行时的动态网格划分方法(第八届欧洲应用科学与工程计算方法大会(2022年))
[25] 戈里,G。;佐卡,M。;M.加拉贝利。;Guardone,A。;Quaranta,G.,《PoliMIce:三维结冰模拟框架》,应用数学计算,267,96-107(2015),第四届欧洲计算研讨会(ESCO 2014)·Zbl 1410.82031号
[26] 贝洛斯塔,T。;帕尔马,G。;Guardone,A.,使用任意精度算法实现飞行中结冰的强大3D粒子跟踪解算器(2019年),耦合2019年
[27] 施罗德,W。;Martin,K。;Lorensen,B.,可视化工具包,3D图形的面向对象方法(2006),Kitware,Inc。
[28] Sugihara,K。;Tatebe,O.,《可扩展共享文件写入性能的位置感知MPI-IO设计》,(2020年IEEE国际并行和分布式处理研讨会,2020年IEEE-国际并行和分布处理研讨会,IPDPSW(2020)),1080-1089
[29] Arya,S。;Mount,D.M。;内塔尼亚胡,新南威尔士州。;西尔弗曼,R。;Wu,A.Y.,一种近似最近邻搜索固定维数的优化算法,J ACM,45,6,891-923(1998)·Zbl 1065.68650号
[30] 弗里德曼,J.H。;Bentley,J.L。;Finkel,R.A.,在对数预期时间内寻找最佳匹配的算法,ACM Trans Math Software,3,3209-226(1977)·兹伯利0364.68037
[31] 斯特罗布尔,S。;班纳曼,M.N。;Pöschel,T.,《复杂几何体中稳健的事件驱动粒子跟踪》,《计算物理通讯》,第254页,第107229条,pp.(2020)·Zbl 07687567号
[32] Menter,F.R.,工程应用的双方程涡粘湍流模型,AIAA J,32,8,1598-1605(1994)
[33] 斯帕拉特,P。;Allmaras,S.,《气动流动的单方程湍流模型》(第30届航空科学会议和展览(1992年))
[34] 郭,T。;朱,C。;Zhu,C.,一个高效且稳健的积冰代码:NUAA-ICE2D,(2016年IEEE飞机公用系统国际会议(2016)),739-746
[35] Shin,J。;Bond,T.,NASA Lewis结冰研究隧道NACA 0012翼型结冰试验结果(第30届航空航天科学会议和展览(1992年))
[36] 西尔维拉,R。;Maliska,C。;Estivam,D.A。;Mendes,R.,《结冰分析收集效率方法的评估》(2003年)
[37] 莫伦西,F。;特佐克,F。;Paraschivoiu,I.,使用CANICE进行防冰系统仿真,J Aircr,36,6,999-1006(1999)
[38] W.Wright,LEWICE 3.2版用户手册(2008)
[39] Baldan,G。;贝洛斯塔,T。;Guardone,A.,《耦合流体-颗粒模拟的高效并行算法》,(第9届科学与工程耦合问题计算方法国际会议(2021年),CIMNE)
[40] 贝洛斯塔,T。;Baldan,G。;Sirianni,G。;Guardone,A.,飞行中积冰中水滴的拉格朗日和欧拉算法,计算与应用数学杂志,115230(2023)·Zbl 1522.76058号
[41] 帕帕达基斯,M。;洪,K。;Vu,G.T。;Yeong,H。;比德维尔,C。;Breer,M.D.,水滴撞击翼型、有限机翼和S型导管发动机进气道的实验研究(2002年)
[42] Laurendeau E、Bourgault-Cote S、Ozcer IA、Hann R、Radenac E、Pueyo A.第一届AIAA冰预测研讨会总结。参加:AIAA航空2022论坛。http://dx.doi.org/10.2514/6.2022-3398,URL:。
[43] Aljure,D.E。;O.莱姆库尔。;罗德里格斯一世。;Oliva,A.,雷诺数为5000的圆柱体周围流动的三维尾流,Comput&Fluids,147102-118(2017)·Zbl 1390.76126号
[44] 帕拉西奥斯,F。;Economon,T.D。;亚拉纳克。;科普兰,S.R。;Lonkar,A.K。;Lukaczyk,T.,斯坦福大学非结构化(SU2):湍流的开源分析和设计技术(第52届航空航天科学会议(2014))
[45] Baldan,G。;贝洛斯塔,T。;Guardone,A.,一种可扩展的拉格朗日粒子跟踪方法(第七届基于粒子的方法国际会议(2021年),CIMNE)
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