雷·范登霍克;安德烈亚·拉尼;约翰·斯蒂兰特 开发用于langtry-menter层流-湍流过渡RANS模型的隐式高阶通量重建求解器。 （英语） Zbl 07680578号 计算。物理学。Commun公司。 278，文章ID 108408，22 p.（2022）. 摘要：这项工作介绍了第一个高阶通量重建（FR）求解器的开发，该求解器适用于由可压缩雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）方程控制的流动，包括层流湍流转变（LTT）。该求解器是完全隐式的，并在开源COOLFluiD平台中实现。实现了剪切应力传递（SST）和基于Langtry-Menter局部相关的过渡模型（LCTM）。为了获得更稳健和稳定的仿真，对原始的SST模型进行了一些修改。特别是，传递了\（\omega \）的自然对数，并对方程进行了相应的转换。详细讨论了求解器和物理模型的实现，以及剩余雅可比集合算法和源项雅可比处理。为了在高阶下获得足够的计算效率，推导并研究了FR方法的半解析雅可比矩阵，以及保持稳定性和获得良好收敛特性的雅可比特殊处理。该求解器在完全紊流和几种过渡流情况下都得到了验证。将验证案例的结果与文献中的参考文献进行了比较，表明在所有情况下都具有良好的一致性。此外，对于越来越高的阶数和精细的网格，求解器的解相互吻合，验证了网格的独立性。还表明，FR方法在相对粗糙的网格上获得了准确的结果，与没有壁扩展函数的最新二阶有限体积解算器相比，第一单元高度（y_1^+\）要大得多，即高达y_1^+/simeq 25。最后，简要讨论了求解器的性能，重点是求解器在精度方面的可扩展性。 引用于2文件 理学硕士： 76倍 流体力学 80-XX岁 经典热力学，传热 关键词：计算流体动力学;高阶;通量重建;层湍流跃迁;基于局部相关性的转换模型 软件：湍流建模;PETSc公司;COOLFluiD冷却液;斯帕拉尔-奥尔马拉斯 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{R.Vandenhoeck}等人，计算。物理学。Commun公司。278，文章ID 108408，22 p.（2022；Zbl 07680578） 全文： 内政部 参考文献： [1] 里德·W·H。；Hill，T.，中子输运方程的三角网格法（1973），洛斯阿拉莫斯报告LA-UR-73-479 [2] 科克伯恩，B。；Shu，C.-W.，SIAM J.数字。分析。，35, 6, 2440-2463 (1998) ·Zbl 0927.65118号 [3] 佩雷尔，J。；Persson，P.-O.，SIAM J.科学。计算。，30, 4, 1806-1824 (2008) ·Zbl 1167.65436号 [4] 科克伯恩，B。；Gopalakrishnan，J。；拉扎罗夫，R.，SIAM J.Numer。分析。，47, 2, 1319-1365 (2009) ·Zbl 1205.65312号 [5] Ching，E.J。；Lv，Y。；格诺夫，P。；Barnhardt，M。；Ihme，M.，J.计算。物理。，376, 54-75 (2019) ·Zbl 1416.76099号 [6] Bassi，F。；Crivellini，A。；Rebay，S。；萨维尼，M.，《计算》。流体，34，4-5，507-540（2005）·Zbl 1138.76043号 [7] 蒂贝加，M。；亨宁克，A。；克洛斯特曼，J.L。；Lathouwers，D.，计算。流体，212，第104710条pp.（2020）·Zbl 1502.76063号 [8] 洛里尼，M。；Bassi，F。；科伦坡，A。；Ghidoni，A。；Noventa，G.，计算。流体，214，第104767条pp.（2020） [9] Huynh，H.T.，高阶格式的通量重建方法，包括间断Galerkin方法（2007），AIAA论文40792007 [10] Huynh，H.T.，（第37届VKI CFD高级系列讲座：高阶方法的最新发展和航空工业应用（2013）） [11] 科普里瓦，D.A。；Kolias，J.H.，J.计算。物理。，125, 1, 244-261 (1996) ·Zbl 0847.76069号 [12] 阿勒诺，Y。；詹姆逊，A.，计算机。方法应用。机械。工程，200，49，3628-3636（2011）·Zbl 1239.65061号 [13] De Grazia，D。；Mengaldo，G。；莫西·D·。；文森特，P。；Sherwin，S.，国际期刊数字。《液体方法》，75、12、860-877（2014）·Zbl 1455.65161号 [14] 兹瓦恩堡，P。；Nadrajah，S.，J.计算。物理。，306, 343-369 (2016) ·Zbl 1351.76090号 [15] 洛佩兹，M.R。；Sheshadri，A。；布尔，J.R。；Economon，T.D。；罗梅罗，J。；Watkins，J.E。；威廉姆斯，D.M。；帕拉西奥斯，F。；A.詹姆逊。；Manosalvas，D.E.（第32届AIAA应用空气动力学会议（2014）），3168 [16] 文森特，P。；F.D.威瑟顿。；Farrington，A.M。；恩特莫斯，G。；佛梅尔，公元前。；Park，J.S。；Iyer，A.S.，（第22届AIAA计算流体动力学会议（2015）），3050 [17] F.D.威瑟顿。；佛梅尔，公元前。；文森特，体育，计算机。流体，120173-186（2015）·Zbl 1390.76014号 [18] 范登霍克，R。；拉尼，A.（AIAA科学技术2021论坛（2021）），0055 [19] Huynh、H.T.、AIAA Pap.、。，44, 2011 (2011) [20] 卡斯通圭，P。；文森特，体育。；詹姆逊，A.，J.Sci。计算。，51, 1, 224-256 (2011) ·Zbl 1457.65101号 [21] Shi，L。；周，C。；王振杰（2016年第54届美国航空航天协会航天科学会议），1826 [22] 宫崎骏，K。；长泽，R.Trans。日本。Soc.飞行员。空间科学。，60, 1, 18-26 (2017) [23] 朱，H。；傅，S。；Shi，L。；王振杰（2016年第54届美国航空航天协会航天科学会议），1599 [24] 纳瓦赫，F。；Nadarajah，S.，Aerosp公司。科学。技术。，80, 101-126 (2018) [25] 纳瓦赫，F。；Nadarajah，S.，计算。流体，205，第104504条pp.（2020）·Zbl 1519.76281号 [26] Smith，A.M.O.，《过渡、压力梯度和稳定性理论》（1956年），道格拉斯飞机公司，报告ES 26388 [27] Van Ingen，J.，《边界层过渡区计算的建议半经验方法》（1956年），代尔夫特技术学院，弗列格提格布文德，拉波特VTH-74 [28] Menter，F。；兰特里，R。；Likki，S。；Suzen，Y。；黄，P。；Völker，S.，《使用局部变量的基于相关性的过渡模型：第一部分模型公式》，涡轮博览会：陆、海、空动力，第41693卷，第57-67页（2004年） [29] 兰特里，R。；Menter，F。；Likki，S。；Suzen，Y。；黄，P。；Völker，S.，《使用局部变量的基于相关性的过渡模型：第二部分——测试案例和工业应用》，涡轮博览会：陆、海、空动力，第41693、69-79卷（2004年），陆、海和空动力 [30] Menter，F。；兰特里，R。；Völker，S.，《流动湍流》。梳子。，77, 1-4, 277-303 (2006) ·Zbl 1134.76352号 [31] 兰特里，R。；Menter，F.，AIAA J.，47，12，2894-2906（2009） [32] 拉尼，A。；北卡罗来纳州维尔迪。；Bensassi，K。；Koloszar，L。；维马扎尔，M。；Yalim，S.M。；Panesi，M.（第21届AIAA计算流体动力学会议（2013）），2589 [33] 拉尼，A。；昆蒂诺，T。；金佩，D。；Deconick，H。；范德沃勒，S。；Poedts，S.，科学。程序。，14, 2, 111-139 (2006) [34] 拉尼，A。；昆蒂诺，T。；金佩，D。；Deconick，H。；范德沃勒，S。；Poedts，S.（Sunderan，V.S.；van Albada，G.D.；Slot，P.M.A.；Dongarra，J.J.，《计算科学ICCS 2005》，第1卷。计算科学ICCS 2005，第1卷，LNCS，第3514卷（2005），埃默里大学，斯普林格：埃默里学院，美国佐治亚州亚特兰大斯普林格），281-286 [35] Menter，F。；Kuntz，M。；兰特里，R.，Turbul。热质量变送器。，4, 1, 625-632 (2003) [36] （2020），NASA，NASA兰利研究中心，湍流建模资源，Menter剪切应力传输湍流模型 [37] Ilinga，F。；Pelletier，D.，AIAA J.，36，1，44-50（1998）·Zbl 0904.76029号 [38] Wilcox，D.C.，《CFD湍流建模》，第2卷（1998年），加拿大DCW工业：加拿大DCW产业 [39] （2020），NASA，NASA兰利研究中心，湍流建模资源，Spalart-Allmaras湍流模型 [40] （2020），NASA，NASA兰利研究中心，湍流建模资源，兰特里-芒特4方程过渡SST模型 [41] Huynh，H.T.，高阶格式的重建方法，包括用于扩散的间断Galerkin（2009），AIAA论文4032009 [42] 卡斯通盖，P。；文森特，P。；Jameson，A.（第49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（2011年）），686 [43] 文森特，体育。；卡斯通圭，P。；詹姆逊，A.，J.Sci。计算。，47, 1, 50-72 (2011) ·Zbl 1433.76094号 [44] 卡斯通圭，P。；威廉姆斯，D.M。；文森特，体育。；洛佩兹，M。；Jameson，A.，《关于混合非结构化网格高阶、多GPU支持、可压缩粘性流求解器的开发》（2011年），AIAA论文32292011年 [45] 范登霍克，R。；Lani，A.，《计算》。物理学。社区。，242, 1-24 (2019) ·Zbl 07674796号 [46] Bassi，F。；Rebay，S.，J.计算。物理。，131, 2, 267-279 (1997) ·Zbl 0871.76040号 [47] Roe，P.L.，J.计算。物理。，43, 2, 357-372 (1981) ·Zbl 0474.65066号 [48] 帕内西，M。；拉尼，A。；Magin，T。；莫尔纳，J。；Chazot，O。；Deconck，H.，（第18届AIAA计算流体动力学会议（2007年）），4317 [49] 度，G。；拉尼，A。；帕内西，M。；Chazot，O。；Deconick，H.和J.Phys。D、 申请。物理。，41 (2009) [50] 奈特·D·。；Longo，J。；Drikakis，D。；Gaitonde，D。；拉尼，A.，Prog。Aerosp.航空公司。科学。，48-49, 8-26 (2012) [51] 帕内西，M。；拉尼·A·物理。流体，25，第057101条pp.（2013） [52] 拉姆贾坦，S。；拉尼，A。；博切利，S。；Van Hove，B。；空手道。；Magin，T。；Thoemel，J.，J.流体力学。，904 (2020) ·Zbl 1460.76602号 [53] 拉古纳，A.A。；拉尼，A。；Deconick，H。；曼苏尔，N。；Poedts，S.，J.计算。物理。，318, 252-276 (2016) ·Zbl 1349.76299号 [54] 拉古纳，A.A。；拉尼，A。；Mansour，N.N。；Deconick，H。；Poedts，S.，天体物理学。J.，842，2，117（2017） [55] Maneva，Y.G。；拉古纳，A.A。；拉尼，A。；波茨，S.，天体物理学。J.，836，2，197（2017） [56] Alvarez Laguna，A。；Ozak，N。；拉尼，A。；曼苏尔，N。；Deconick，H。；Poedts，S.和J.Phys。Conf.序列号。，1031012015（2018），IOP出版 [57] Asensio，I.A。；拉古纳，A.A。；艾萨，M.H。；波茨，S。；Ozak，N。；Lani，A.，《计算》。物理学。社区。，239, 16-32 (2019) ·Zbl 07684932号 [58] 拉尼，A。；Duarte Santos，P。；Sanna，A.（第44届AIAA热物理会议（2013）），2893 [59] Ben Ameur，F。；Lani，A.，《计算》。物理学。社区。，第107700页（2020年） [60] Ben Ameur，F。；巴利斯，J。；范登霍克，R。；拉尼，A。；Poedts，S.（AIAA科学技术2021论坛（2021）），1240 [61] Lani，A.，《面向对象的高性能气动热力学仿真平台》（2008），布鲁塞尔自由大学博士论文 [62] Quintino，T.，《高性能科学计算的组件环境：设计与实现》（2008），KU Leuven，von Karman流体动力学研究所：KU Leuxen，von Karman流体力学研究所，博士论文 [63] Liou，M.S.，J.计算。物理。，214, 137-170 (2006) ·Zbl 1137.76344号 [64] 萨阿德，Y。；Schultz Gmres，M.H.，SIAM J.科学。统计计算。，856-869年7月3日（1986年）·Zbl 0599.65018号 [65] Merci，B.公司。；斯蒂兰特，J。；维伦德尔斯，J。；里姆斯拉格，K。；Dick，E.，AIAA J.，38，11，2085-2093（2000） [66] 威格哈特，K。；Tillmann，W.，《关于压力上升的湍流摩擦层》（1951），NACA TM 1314 [67] Kline，S.J。；科尔斯，D.E。；赫斯特，E.（《美国斯坦福大学热科学系学报》，第1卷（1969年）） [68] White，F.，《粘性流体流动》（1991），McGraw-Hill:McGraw-Hill纽约 [69] Coupland，J.，ERCOFTAC层流到湍流过渡和再转换特别兴趣小组：T3A和T3B测试案例（1990年），A309514 [70] Savill，A.（近壁湍流（1993）），829-848 [71] Savill，A.（湍流和转捩建模（1996），Springer），233-268 [72] 苏鲁克斯纳，K。；Juntasaro，E.，《国际热流杂志》，29，1，48-61（2008） [73] 范登霍克，R。；Lani，A.（2019年AIAA科学技术论坛（2019）），1153 [74] 巴拉伊，S。；Abhyankar，S。；M.F.亚当斯。；Brown，J。；布鲁纳，P。；Buschelman，K。；达尔星。；Dener，A。；埃伊霍特，V。；格罗普，W.D。；考希克，D。；Knepley，M.G。；May，D.A。；McInnes，L.C.公司。；Mills，R.T。；Munson，T。；鲁普，K。；萨南，P。；B.F.史密斯。；扎皮尼，S。；张，H。；Zhang，H.（2019），PETSc网页 [75] 范登·伊恩德，J。；Steelant，J.（第一届高速车辆科学与技术国际会议（HiSST））。第一届高速车辆科学与技术国际会议（HiSST），俄罗斯莫斯科（2018），1300826 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。