基于并行計算的三維可壓混合層大渦模擬.pdf

1、本文的研究內(nèi)容屬于計算流體力學(xué)和計算機應(yīng)用研究領(lǐng)域的交叉領(lǐng)域，課題源于南京理工大學(xué)彈道國防科技重點實驗室主任基金。 本文分別從理論分析、數(shù)值模擬以及并行計算的設(shè)計與實施三個方面對三維可壓混合層流動過程進行了研究，并通過數(shù)值結(jié)果對其整個混合過程及其湍流的擬序結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)、發(fā)展與演變過程進行了討論。 本文所討論的是在一個有上下兩層不同氣體介質(zhì)的流動空間內(nèi)，設(shè)定不同的初始密度比，速度比以及不同的初始擾動等條件來進行計算分析混合層

2、流動過程的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，并與實驗結(jié)果進行對比；并將并行計算的思想加入到程序中，能夠在計算時提高程序的計算效率。 通過建立數(shù)學(xué)模型，利用大渦模擬方法（LES）對馬赫數(shù)為0.65的可壓縮氣體混合層的三維流動進行了數(shù)值模擬，計算結(jié)果顯示了混合層流動的三維瞬態(tài)發(fā)展過程以及流動過程中渦的產(chǎn)生，生長，破裂，以及渦列的形成與各渦的合并過程，揭示了可壓混合層三維演變過程中同樣具有自相似性，計算結(jié)果與實驗結(jié)果相符。同時還討論了混合層初始狀態(tài)條件下不同

3、擾動、不同初始速度比以及不同初始密度比對混合層演變過程的影響。并試探性的研究了大速度情況下的混合層流動，也取得了很好的效果。 并行計算的加入也是本課題的一大重點。在原有程序的基礎(chǔ)之上，為了將程序的計算速度提高而引進了并行設(shè)計。它能夠大大提高程序計算的效率，為我們以后遇到類似的問題而作準(zhǔn)備。我們選擇MPI（Message Passing Interface）并行設(shè)計，以C語言作為平臺，利用Linux作為操作系統(tǒng)，5臺電腦同時運行計