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杨宇晨;齐、新余;王振明;刘建明;赵宁

基于并行自适应笛卡尔网格的高雷诺数湍流浸没边界法。 （英语） Zbl 07593069号

国际期刊计算。流体动力学。 36，第4号，319-341（2022）.
摘要：本文针对高雷诺数可压缩流动，提出了一套基于笛卡尔坐标系的并行自适应分层浸没边界方法。首先，针对笛卡尔网格的自动生成，提出了一种基于任意几何体分离轴定理的鲁棒高效网格生成方法。其次，针对高雷诺数流动，提出了一种与壁面模型耦合的浸没边界法。第三，实现了并行策略，并提出了特殊处理以保证大规模计算。最后，使用基于单元的自适应网格细化（AMR）技术捕捉不同状态下的流体现象，包括但不限于冲击波和旋涡。该方法的整体性能通过一系列工况进行测试，包括二维和三维高雷诺数的跨音速和超音速流动。结果与参考数据吻合良好，表明了本方法的能力和稳健性。

引用于1文件

MSC公司：

76M99型 流体力学基本方法
76F10层 剪切流和湍流
76层50 湍流中的压缩效应
76小时05 跨音速流动
76J20型 超音速流动

关键词：

并行自适应分层网格细化;可压缩流;分离轴定理;壁流模型;跨音速流动;超音速流动

软件：

p4测试;交易.ii;HE-E1GODF公司;斯帕拉尔-奥尔马拉斯
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{Y.Yang}等人，《国际计算杂志》。流体动力学。36，编号4，319-341（2022；兹bl 07593069）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Akenine-Möllser，T.，《快速3D三角盒重叠测试》，图形工具杂志，6，1，29-33（2001）
[2] 阿劳泽，F。；Loseille，A.，计算流体动力学各向异性网格自适应十年进展，计算机辅助设计，72，13-39（2016）
[3] Allmaras，S.R.和Johnson，F.T.，2012年。“Spalart-Allmaras湍流模型实施的修改和澄清”，第七届计算流体动力学国际会议（ICCFD7），HI大岛。
[4] 班杰斯，W。；哈特曼，R。；Kanschat，G.，交易。II-通用面向对象有限元库，ACM数学软件汇刊，33，4，24（2007）·Zbl 1365.65248号
[5] 巴什金，V.A。；瓦加诺夫。；埃戈罗夫，I.V。；伊凡诺韦，D.V。；Ignatova，G.A.，超音速绕圆柱流动的计算和实验数据比较，流体动力学，37，3，473-483（2002）·Zbl 1161.76321号
[6] Berger，M.和Aftosmis，M.，2012年。“粘性可压缩流笛卡尔切割单元法的进展”，在第50届AIAA航空航天科学会议上，包括新视野论坛和航空航天博览会。
[7] 伯杰，M.J。；Aftosmis，M.J.，基于ODE的湍流模拟壁面模型，AIAA期刊，56，2，700-714（2017）
[8] 伯杰，M.J。；Oliger，J.，双曲型偏微分方程的自适应网格精化，计算物理杂志，53，3，484-512（1984）·Zbl 0536.65071号
[9] Bharadwaj有限公司。；Ghosh，S.，《浸没边界法表面数据重建，计算机与流体》，196，104236（2020）·Zbl 1519.76201号
[10] Blazek，J.，《计算流体动力学：原理与应用》（2015），巴特沃斯·海尼曼·Zbl 1308.76001号
[11] Brodersen，O.，《使用非结构Navier-Stokes计算预测发动机-机身干扰效应的阻力》，《飞机杂志》，39，6，927-935（2002）
[12] Burstede，C。；Wilcox，L.C.公司。；Ghattas，O.，p4est：八叉树森林上并行自适应网格细化的可缩放算法，SIAM科学计算杂志，33，3，1103-1133（2011）·Zbl 1230.65106号
[13] Capizzano，F.，《浸没边界法的湍流壁模型》，AIAA期刊，49，11，2367-2381（2011）
[14] 克拉克，D.K。；医学博士萨拉斯。；Hassan，H.A.，使用笛卡尔网格对多元素翼型进行欧拉计算，AIAA期刊，24，3，353-358（1986）·Zbl 0587.76095号
[15] Coirier，W.J。；Powell，K.G.，粘性流和无粘性流的溶液自适应笛卡尔单元法，AIAA期刊，34，5，938-945（1996）·Zbl 0900.76407号
[16] 常数B。；佩伦，S。；博根德，H。；Benoit，C.，《笛卡尔网格湍流模拟的改进浸没边界法》，计算物理杂志，435，110240（2021）·Zbl 07503726号
[17] Cook，P.、McDonald，M.和Firmin，M.，1979年。“翼型rae 2822压力分布、边界层和尾流测量。计算机程序评估的实验数据库”，AGARD报告AR，1979年。138
[18] Dussin，D。；Fossati，M。；瓜尔酮，A。；Vigevano，L.，《二维高雷诺流的混合电网发电》，计算机与流体，38，10，1863-1875（2009）·Zbl 1242.76117号
[19] Gavel，H。；贝里，P。；Axelsson，A.（2006）
[20] 吉亚斯，R。；米塔尔·R。；Dong，H.，可压缩粘性流的锐界面浸没边界法，计算物理杂志，225，1528-553（2007）·Zbl 1343.76043号
[21] 哥特利布，S。；Shu，C.-W.，总变差递减龙格-库塔格式，计算数学，67，221，73-85（1998）·Zbl 0897.65058号
[22] 郭，J。；苏，X。；Yuan，X.，基于自适应网格细化方法的ReD圆柱绕流大涡模拟=3900，《国际计算流体动力学杂志》，32，1，1-18（2018）·Zbl 07474446号
[23] Haselbacher，A。；Blazek，J.，混合网格上Navier-Stokes方程的精确高效离散化，AIAA期刊，38，11，2094-2102（2000）
[24] Isaac，T。；Burstede，C。；Wilcox，L.C.公司。；Ghattas，O.，分布式八叉树森林递归算法，SIAM科学计算杂志，37，5，C497-C531（2015）·Zbl 1323.65105号
[25] 贾拉勒，M。；Mehravaran，K.，袋式破碎模式下下落液滴的破碎，国际多相流杂志，47，115-132（2012）
[26] Kalitzin，G.和Iacarino，G.，2002年。“浸没边界RANS方法中的湍流建模”，载于CTR年度简报，415-426。
[27] 济慈，W.A。；Lien，F.S.，可压缩欧拉方程的二维各向异性笛卡尔网格适配，流体数值方法国际期刊，46，11，1099-1125（2004）·Zbl 1060.76589号
[28] Kupiainen，M。；Sjögreen，B.，可压缩Navier-Stokes方程的笛卡尔嵌入边界法，科学计算杂志，41，1，94-117（2009）·Zbl 1203.76099号
[29] 拉弗林，K.R。；克劳斯迈耶，S.M。；Zickuhr，T。；Vassberg，J.C。；Wahls，R.A。；莫里森，J.H。；Godard，J.L.，第二届AIAA计算流体动力学阻力预测研讨会数据摘要，飞机杂志，42，5，1165-1178（2005）
[30] Lee-Rousch，E.M。；弗里克，北卡罗来纳州。；Mavrilis，D.J。；Rausch，R.D。；Milholen，W.E.，《使用非结构化网格解算器对DLR-F6输运构型进行跨声速阻力预测》，计算机与流体，38，3，511-532（2009）
[31] 刘杰。；赵，N。；胡欧。；戈曼，M。；Li，X.K.，可压缩Navier-Stokes方程的新浸没边界法，国际计算流体动力学杂志，27，3，151-163（2013）·Zbl 07508630号
[32] Mayeur，J。；杜蒙特，A。；Destarac，D。；Gleize，V.，Reynolds-Averaged Navier-Stokes Simulations on NACA0012 and ONERA-M6 Wing with the ONERA ElsA Solver，AIAA Journal，54，9，2671-2687（2016）
[33] Mohd-Yusof，J.，《复杂几何模拟的浸没边界/B样条组合方法》，CTR年度研究简报，NASA Ames（1997），斯坦福大学
[34] Nagaram，M.和Liou，M.-S.，2009年。“适用于可压缩粘性流的基于笛卡尔坐标系的贴体自适应网格方法”，第47届AIAA航空航天科学会议，包括新视野论坛和航空航天博览会。
[35] O'Rourke，J.，《C中的计算几何》（1998），剑桥大学出版社·Zbl 0912.68201号
[36] Paillere，H.和Powell，K.，1992年。“可压缩流自适应网格计算的基于波模型的细化准则”，载于第30届航空航天科学会议和展览，美国航空航天研究所。
[37] Peskin，C.S.，《心脏瓣膜周围的流动模式：数值方法》，计算物理杂志，10，2，252-271（1972）·Zbl 0244.9202号
[38] Péron，S。；Benoit，C。；雷诺，T。；Mary，I.，用于模拟任意几何体周围可压缩流的笛卡尔自适应网格上的浸没边界法，《计算机工程》，37，3，2419-2437（2021）
[39] Rumsey，C.L。；Rivers，S.M。；Morrison，J.H.，第二届阻力预测研讨会的CFD输运构型变化研究，计算机与流体，34，7，785-816（2005）·Zbl 1134.76444号
[40] Rumsey，C.、Smith，B.和Huang，G.，2010年。“湍流模型验证和确认的网站资源描述”，第40届流体动力学会议和展览。
[41] Schmitt，V.（1979）
[42] Sitaraman，J.、Lakshminarayan，V.K.、Roget，B.和Wissink，A.M.，2017年。“双网格cfd模拟的绞线网格生成和域连通性进展”，第55届美国航空航天协会航空航天科学会议·Zbl 1390.76466号
[43] Slotnick，J.P.、Khodadoust，A.、Alonso，J.、Darmofal，D.、Gropp，W.、Lurie，E.和Mavriplis，D.J.，2014年。CFD 2030年愿景研究：通向革命性计算空气科学的道路。
[44] Spalart，P.和Allmaras，S.，1992年。“气动流动的单方程湍流模型”，第30届航空航天科学会议和展览，美国航空航天研究所。
[45] Y.Tamaki。；原田，M。；Imamura，T.，浸没边界法的Spalart-Allmaras湍流模型的近壁修正，AIAA期刊，55，9，3027-3039（2017）
[46] Y.Tamaki。；Imamura，T.，《使用浸没边界法对通用研究模型进行湍流模拟》，AIAA期刊，56，6，2271-2282（2018）
[47] Toro，E.F.，Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics:A Practical Introduction（2013），施普林格科学与商业媒体
[48] 韦斯，J.M。；Maruszewski，J.P。；Smith，W.A.，使用代数多重网格隐式求解预处理Navier-Stokes方程，AIAA期刊，37，1，29-36（1999）
[49] Wieghardt，K.和Tillmann，W.，1951年。《关于压力上升的湍流摩擦层》，NACA TM-1314。
[50] Wissink，A。；南卡罗来纳州卡姆卡。；普里亚姆·T。；Sitaraman，J。；Sankaran，V.（2010年）
[51] 朱，J。；Shu，C.-W.，一种新型的精度越来越高的多分辨率WENO格式，计算物理杂志，375659-683（2018）·Zbl 1416.65286号
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