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何平

稳定分层湍流通道流动大规模并行模拟的高阶有限差分求解器。 （英语） Zbl 1390.76572号

计算。流体 127, 161-173 (2016).
摘要：由于大气中稳定分层湍流的非平稳性和非均匀性，特别是在非常稳定的条件下，对其进行研究是具有挑战性的。近年来，数值模拟已成为补充对强分层流动基本特征理解的有力工具。直接数值模拟（DNS）由于其对小尺度湍流结构的高精度表示，被证明是对强分层流动最有效的数值方法。然而，由于传统并行策略的局限性，现有的分层通道流动的DNS研究仅限于相对较低的雷诺数。为了使DNS研究与大气边界层流动更加相关，本文开发了一个高阶有限差分DNS解算器，用于模拟相对较高雷诺数下的稳定分层湍流通道流动。利用先进的二维域分解技术，DNS解算器被证明能够胜任PB级的模拟，并具有高达32768个CPU内核的出色可扩展性。使用这个新开发的求解器，进行了两个稳定分层的明渠模拟，最高雷诺数约为（10^{5}）。将强分层湍流的基本特征，例如全球间歇的时空变化与先前报道的相对低雷诺数湍流进行了比较，并讨论了它们的相似性和差异性。此外，将基于DNS的Monin-Obukhov相似关系与基于观测数据提出的相似关系进行了比较，以评估它们与大气流的相关性。源代码和模拟结果可在http://sites.google.com/site/scdnscode/.

引用于4文件

MSC公司：

76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
76D50型 粘性流体中的分层效应
86A10美元 气象学和大气物理学

关键词：

直接数值模拟;间歇性湍流;petascale并行仿真;可扩展性;稳定分层流

软件：

英雄;2DECOMP公司;流体流动现象;FFTW公司;不兼容3d;P3DFFT公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{P.He}，计算。液体127161--173（2016；Zbl 1390.76572）
全文： 内政部

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