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无网格法外掠流场并行数值模拟

刘佳奇  
【摘要】:由于传统的流场数值模拟需要大量的背景网格,在数值计算上需要耗费大量的时间等,无网格法不需要划分背景网格,只需要节点信息使前处理变得简单,适合于并行计算。无网格法主要采用的是点的近似原理,只需要节点信息而不需要节点连接成单元,与网格算法相比,无网格算法它可以彻底或部分的消除网格,不需要网格重构等优点。为了更好的了解外掠流场流在不同雷诺数的运动状态,采用最小二乘配点型无网格法对不同雷诺数外掠流场进行数值计算。 本文首先建立不同雷诺数外掠流场的层流模型和湍流模型。第二部分采用最小二乘配点型无网格法对控制方程进行离散。第三部分介绍了MPI并行环境,MPI库的常用接口,MPI并行环境的并行模式,本文采用的主从模式,应用MPI并行环境实现了双Master/双Slave体系结构,应用MPI并行环境计算外掠流场,并分析了外掠流场的在不同个数CPU上的并行效率和加速比。第四部分应用传统的数值模拟方法对不同雷诺数外掠流场层流模型和湍流模型数值计算,湍流模拟数据与实验数据比较。同时使用无网格方法对不同的雷诺数的层流模型和湍流模型进行数值计算把无网格法与传统的数值模拟和实验数据做了比较,反映了无网格方法在外掠流场数值计算上的优点。


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