奥拉西奥·J·阿盖尔。；圣地亚哥马尔奎斯·达米安；胡安·吉梅内兹。；诺贝托·尼格罗。 开发用于网格界面和变形域问题的并行流体求解器。 （英语） Zbl 1390.76390号 计算。流体 168, 110-129 (2018). 摘要：内燃机等活塞-气缸问题的数值模拟面临两个与离散化相关的困难：气缸与端口之间的非匹配界面和气缸区域的大变形。在此背景下，本文提出了一种基于有限体积法的并行计算策略，克服了上述问题。采用一种新的方法来解决区域间的非匹配离散化问题，该方法将任意耦合网格界面（ACMI）方法与伪超网格方法相结合，对部分重叠的保守网格界面进行耦合。对于大型圆柱体变形，使用网格变形增强了层添加/移除策略，以改进网格分辨率的处理。所有方法都集成并实现了并行计算，获得了良好的可扩展性和计算效率。通过具体实例分析了新的接口方法和分层方法的性能，最后，对这两种策略的组合进行了测试，以解决内燃机问题，并对该动态网格方案的鲁棒性进行了评估。 引用于1文件 MSC公司： 76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用 2005年5月 并行数值计算 76伏05 流动中的反应效应 关键词：有限体积法；部分重叠界面；保守插值；广义网孔；分层；并行计算 软件：基瓦-4；开放式泡沫；github PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{H.J.Aguerre}等人，计算。液体168，110--129（2018；Zbl 1390.76390） 全文： 内政部 参考文献： [1] Blom，F.，《关于弹簧类比的考虑》，《国际数值方法流体》，32，6，647-688，（2000）·兹伯利0981.76067 [2] Löhner，R。；Yang，C.，运动物体的改进ALE网格速度，Commun Numer Methods Eng，12，10，599-608，（1998）·Zbl 0858.76042号 [3] 约翰逊，A。；Tezduyar，T.，具有移动边界和界面的流动问题并行有限元计算中的网格更新策略，计算方法应用机械工程，119，1，73-94，（1994）·兹伯利0848.76036 [4] López，E。；尼格罗，N。；Storti，医学硕士。；Toth，J.，《计算网格动力学的最小单元畸变策略》，《国际数值方法工程杂志》，69，9，1898-1929，（2007）·Zbl 1194.76127号 [5] Helenbrook，B.，《使用双调和算子的网格变形》，《国际数值方法工程杂志》，56，7，1007-1021，（2003）·Zbl 1047.76044号 [6] 莫伊尔，K。；Ventikos，Y.，《大振幅网格变形的局部重网格》，《计算物理杂志》，227,52781-2793，（2008）·Zbl 1193.74037号 [7] 梅农，S。；穆尼，K.G。；斯塔夫，K。；Schmidt，D.P.，变形域CFD计算的并行自适应简单重设，计算物理杂志，298，62-78，（2015）·Zbl 1349.76005号 [8] Grandy，J.，《通过交叉任意多面体实现保守重映射和区域覆盖》，《计算物理杂志》，148,2433-466，（1999）·Zbl 0932.76073号 [9] 梅农，S。；Schmidt，D.，《非结构化多面体网格上的保守插值：超网格方法对以细胞为中心的有限体积变量的扩展》，计算方法应用机械工程，200,412797-2804，（2011）·Zbl 1230.76034号 [10] 卢基尼，T。；D’Errico，G。；贾萨克，H。；Tukovic，Z.，《发动机模拟拓扑变化的自动网格运动》，技术代表，（2007），SAE技术论文 [11] Vissers，A.，《二冲程JaqEngine中的端口尺寸、几何形状和布局设计》（2007），荷兰埃因霍温理工大学，硕士论文 [12] Johnsson，M.，《使用OpenFOAM的二冲程发动机分层扫气计算》（2010），瑞典哥德堡查尔默斯科技大学，硕士论文 [13] 瓦罗尔，Y。；Oztop，H。；弗拉特，M。；Koca，A.，使用动态模型对五辊式燃烧室内的传热和流体流动进行CFD建模，国际公共传热传质，37，9，1366-1375，（2010） [14] Gundmalm，S.，摩托车应用四冲程S.I.发动机的CFD建模，（2009），瑞典斯德哥尔摩KTH工业工程与管理，硕士论文 [15] 北塞米恩。；易卜拉欣，R。；Abdul，R.，使用动态网格对活塞式发动机的缸内流动进行建模，《应用科学研究杂志》，4，1，58-64，（2008） [16] Keskinen，J.-P。；Vuorinen，V。；O.卡里奥。；Larmi，M.，《活塞-气缸组件的大涡模拟：气缸内流场对残余进气和气缸内速度结构的敏感性》，计算流体，122，123-135，（2015）·Zbl 1390.76175号 [17] Piscaglia，F。；Montorfano，A。；Onorati，A.，《openfoam-2.2.x技术中网格处理的全自动并行算法开发》，《技术论文》（2013），SAE [18] 皮斯卡利亚，F。；Montorfano，A。；Onorati，A.，在开放式泡沫中对IC发动机进行自适应大涡模拟的移动网格策略，国际多维发动机建模用户小组会议论文集。美国密歇根州底特律万豪酒店底特律市中心庭院（2014） [19] Piscaglia F.、Montorfano A.、Onorati A.、Aithal S.大会：SAE大会上的国际多维发动机建模用户小组会议；地点：Detroir，EEUU；2015.; Piscaglia F.、Montorfano A.、Onorati A.、Aithal S.大会：SAE大会上的国际多维发动机建模用户小组会议；地点：Detroir，EEUU；2015. ·Zbl 1371.76098号 [20] 秦，N。；卡尼，G。；LeMoigne，A。；刘，X。；Shahpar，S.，连接两个非匹配多块结构网格的缓冲层方法，第四十七届AIAA航空航天科学会议论文集，包括新视野论坛和航空航天博览会，佛罗里达州奥兰多，2009年1月5-8日 [21] 王，Y。；秦，N。；卡尼，G。；Shahpar，S.，链接两个不同结构网格的Zipper层方法，J Compute Phys，255，130-148，（2013）·Zbl 1349.65672号 [22] Rai，M.M.，Navier-Stokes，使用修补和重叠网格对转子/定子相互作用的模拟，J Propul Power，3，5，387-396，（1987） [23] 沃尔特斯，R。；Switzer，G。；Thomas，J.，修补网格计算的方面和应用，AIAA J，29，5，676-677，（1991） [24] Zhang，Y。；陈，H。；Fu，S.，利用高阶保守重映射方法对修补网格技术的改进，J Aircr，48，3，884-893，（2011） [25] 叶片，E.L。；Marcum，D.L.，非定常非结构流动模拟的滑动界面法，国际数值方法流体，53，3，507-529，（2007）·Zbl 1370.76118号 [26] 王，G。；杜尚恩，F。；Papadogiannis，D。；杜兰，I。；莫罗，S。；Gicguel，L.，《叶轮机械级大涡模拟的重叠网格法》，《计算物理杂志》，274，333-355，（2014）·Zbl 1351.76039号 [27] Houzeaux，G。；Eguzkitza，B。；奥布里，R。；H·欧文。；Vázquez，M.，《不可压缩Navier-Stokes方程的Chimera方法》，《国际数值方法流体》，75，3，155-183，（2014）·Zbl 1455.76084号 [28] Mathur，S.，使用非结构化滑动网格进行非定常流动模拟，流体动力学会议论文集，2333，（1994） [29] Beaudoin，M。；Jasak，H.，《用开放式泡沫模拟涡轮机械的通用网格界面的开发》，《开源CFD国际会议论文集》。柏林，（2008） [30] Steijl，R。；Barakos，G.，直升机旋翼机身空气动力学CFD分析的滑动网格算法，国际数值方法流体，58，5，527-549，（2008）·Zbl 1167.76033号 [31] Loh，C.Y。；致，W.M。；Himansu，A.，迎风有限体积法滑动界面的保守处理，第47届AIAA航空航天科学会议论文集，包括新视野论坛和航空航天博览会，861，（2009） [32] McNaughton，J。；阿夫根，I。；阿普斯利，D。；Rolfo，S。；Stallard，T。；Stansby，P.，《一种简单的滑动接触面程序及其在潮流涡轮机CFD模拟中的应用》，《国际数值方法流体》，74，4，250-269，（2014）·Zbl 1455.86005号 [33] 拉米雷斯，L。；Foulquié，C。；Nogueira，X。；Khelladi，S。；J.C.公司。；Colominas，I.，高阶有限体积格式的新高分辨率保持滑动网格技术，计算流体杂志，118114-130，（2015）·Zbl 1390.76505号 [34] 开放式泡沫。ACMI源代码。https://github.com/OpenFOAM/OpenFOAM-dev/tree/master/src/finiteVolume/fields/fvPatchFields/constraint/cyclicACMI; 开放式泡沫。ACMI源代码。https://github.com/OpenFOAM/OpenFOAM-dev/tree/master/src/finiteVolume/fields/fvPatchFields/constraint/cyclicACMI [35] 法雷尔，P。；Maddison，J.，通过局部Galerkin投影在体积网格之间进行保守插值，计算方法应用机械工程，200，89-100，（2011）·Zbl 1225.76193号 [36] Rinaldi，E。；科隆那，P。；Pecnik，R.，守恒定律有限体积离散化中非形式界面的通量守恒处理，计算流体，120，126-139，（2015）·兹比尔1390.76506 [37] 阿盖尔，H.J。；马尔奎斯·达米安，S。；Gimenez，J.M。；Nigro，N.M.，使用高效超网格保守处理任意非形式接口，《计算物理杂志》，335，21-49，（2017）·Zbl 1375.76095号 [38] 韦勒，H。；Tabor，G。；贾萨克，H。；Fureby，C.，使用面向对象技术的计算连续体力学张量方法，计算物理，12，6，620-631，（1998） [39] 马尔奎斯·达米安，S。；吉梅内兹，J。；Nigro，N.，Gdbof:openfoam（r）的调试工具，Adv Eng Softw，47，1，17-23，（2012） [40] 法雷尔，P。；皮戈特，M。；疼痛，C。；戈曼，G。；Wilson，C.，通过超网格构造在非结构化网格之间进行保守插值，计算方法应用机械工程，1982632-2642，（2009）·Zbl 1228.76105号 [41] 阿盖尔，H。；马尔奎斯·达米安，S。；Gimenez，J。；Nigro，N.，使用动态网格技术对开孔泡沫（R）的可压缩流体问题进行建模，《力学计算学报》第三十二卷，995-1011，（2013） [42] 希特，C。；Amsden，A。；库克，J.，《所有流速的任意图形-规则计算方法》，《计算物理杂志》，135，203-216，（1997）·Zbl 0938.76068号 [43] 贾萨克，H。；Tuković，Z.，非结构化有限体积方法的自动网格运动，Trans-FAMENA，30，2，1-18，（2007） [44] 德米尔季奇，i。；Perić，M.，流体流动有限体积计算中的空间守恒定律，国际数值方法流体，8，9，1037-1050，（1988）·Zbl 0647.76018号 [45] Chang，X。；马·R。；张，L。；何，X。；Li，M.，动态非结构网格有限体积法几何守恒定律的进一步研究，计算流体，120，98-110，（2015）·Zbl 1390.76409号 [46] Tessi，G.，Reingeniería de métodos de cálculo paralello para operaciones sobre mallas dinámicas en OpenFOAM（R），（2015），Ingenieráa y Ciencias Hídricas，国立滨海大学，硕士论文 [47] 阿玛利，B。；杜斯特，F。；佩雷拉，J。；Schönung，B.，后向台阶流动的实验和理论研究，流体力学杂志，127473-496，（1983） [48] Chiang，T。；Sheu，T.，《后向台阶流动问题的数值重温》，《物理流体》，11，4，862-874，（1999）·Zbl 1147.76361号 [49] 马尔奎斯·达米安，S。；Nigro，N.，使用openfoam（R）套件的单相层流和大涡模拟（LES）求解器的比较，《机械计算学报》第二十九卷，269-289，（2010） [50] Patankar，S.，《数值传热和流体流动》（1980），半球出版公司·Zbl 0521.76003号 [51] Shyy，W.，稳态对流主导流问题的有限差分近似研究，计算物理杂志，57，3，415-438，（1985）·Zbl 0632.76102号 [52] 巴思·T·J。；Jespersen，D.C.，《非结构网格上迎风方案的设计和应用》，第二十七届美国航空航天局航空科学会议论文集，内华达州，1989年1月 [53] 托雷斯，D。；Trujillo，M.，Kiva-4：喷雾可压缩气体流动的非结构化ALE代码，计算物理杂志，219，2，943-975，（2006）·Zbl 1330.76105号 [54] Sutherland，W.，《气体的粘度和分子力》，Lond Edinb Dublin Philosop Mag J Sci，362223507-531，（1893）·JFM 25.1544.01号 [55] 朗德，B。；Spalding，D.，湍流的数值计算，应用机械工程的计算方法，3，2，269-289，（1974）·Zbl 0277.76049号 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。