多块结构化网格CFD并行计算和负载平衡研究 被引量：8

1

作者 郑秋亚 刘三阳 +1 位作者 左大海 梁益华 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2010年第2期219-224,共6页

基于连续拼接多块结构化网格,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程研究并行计算中的负载平衡问题。利用组合优化中的排序理论设计负载平衡算法,实现了网格数据的自动划分和各处理机上计算任务的自动分配。在工作站集群MPI并行环境下,通... 基于连续拼接多块结构化网格,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程研究并行计算中的负载平衡问题。利用组合优化中的排序理论设计负载平衡算法,实现了网格数据的自动划分和各处理机上计算任务的自动分配。在工作站集群MPI并行环境下,通过实例考察了负载平衡算法和并行计算的性能,16个处理机上的负载均方差和负载相对均方差分别为0.0084和0.1347%,并行计算结果和实验数据吻合良好,并行效率高。本文算法具有良好的可扩展性,适用于MIMD结构计算机上基于多块结构化网格并行计算中的负载平衡问题。 展开更多

关键词 Navier—Stokes方程 负载平衡 并行计算 排序

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DLR-F6翼身组合体跨声速阻力计算 被引量：9

2

作者 郑秋亚 刘三阳 周天孝 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期115-121,共7页

采用美国航空航天学会阻力测试小组提供的多块对接网格,结合Spalart-Allmaras、Wilcox’sk-ω和Menter’s k-ω SST三种湍流模型,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程、数值模拟DLR-F6翼身组合体的流场来研究阻力计算精度,考查网格和湍... 采用美国航空航天学会阻力测试小组提供的多块对接网格,结合Spalart-Allmaras、Wilcox’sk-ω和Menter’s k-ω SST三种湍流模型,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程、数值模拟DLR-F6翼身组合体的流场来研究阻力计算精度,考查网格和湍流模型对翼身组合体构型气动特性的影响.结果表明:三种湍流模型得到的机翼表面压力系数分布与实验数据吻合良好,气动力随攻角的变化趋势与实验结果一致;Spalart-Allmaras模型得到了网格收敛结果,所得阻力优于其他软件的结果;网格密度对阻力有影响,对机翼表面压力系数分布无明显影响;湍流模型对机翼表面压力系数分布的影响主要体现在激波位置上,对升力影响较小,对阻力(尤其是摩擦阻力)影响显著,对翼根处的流动分离有一定影响;在跨声速流动中,Menter’s k-ω SST模型的结果最接近实验数据. 展开更多

关键词 阻力 NAVIER-STOKES方程 湍流模型 翼身组合体

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DLR-F4翼身组合体流场数值模拟 被引量：3

3

作者 郑秋亚 刘三阳 梁益华 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1029-1033,共5页

为了研究阻力计算精度并考察网格和湍流模型对翼身组合体构型气动特性的影响,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程耦合Spalart-Allmaras和Baldwin-Lomax湍流模型,数值模拟DLR-F4翼身组合体流场.使用"超立方体"概念构建绕DLR-F... 为了研究阻力计算精度并考察网格和湍流模型对翼身组合体构型气动特性的影响,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程耦合Spalart-Allmaras和Baldwin-Lomax湍流模型,数值模拟DLR-F4翼身组合体流场.使用"超立方体"概念构建绕DLR-F4翼身组合体的高质量多块结构拼接网格,通过网格细分来研究网格密度对计算结果的影响.结果表明:湍流模型和网格密度对升力影响较小,对阻力影响较大,网格密度对压力系数分布影响甚微;适当地缩小第一层网格到物面的距离,增加物面法向网格点数能改善阻力计算精度. 展开更多

关键词 阻力 网格细分 NavierStokes方程 湍流模型 翼身组合体

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可拆分平行机排序问题的一个启发式算法 被引量：2

4

作者 郑秋亚 刘三阳 杨尊袍 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2010年第4期84-88,共5页

为缩短工件的完工时间,将极小化最大完工时间的平行机排序问题作为研究目标。在此问题中,允许同一工件拆分成多个子工件在不同的机器上同时加工,同一工件的任何2个子工件不可在同一台机器上加工。与以往研究不同,对工件的拆分方式进行... 为缩短工件的完工时间,将极小化最大完工时间的平行机排序问题作为研究目标。在此问题中,允许同一工件拆分成多个子工件在不同的机器上同时加工,同一工件的任何2个子工件不可在同一台机器上加工。与以往研究不同,对工件的拆分方式进行了限制,即工件拆分后所得子工件的长度不能小于给定的阀值,且工件拆分次数尽量少,这是一个NP难问题。借助于LPT算法的思想,提出了一个求解该问题的启发式算法,实现了工件的自动拆分和工件到机器上的自动分配。通过多个实例对文中算法进行了测试,数值结果表明:该算法可行、稳定性良好,适用于工件拆分方式具有类似限制的平行机排序问题的方案决策。 展开更多

关键词 启发式算法 最大完工时间 排序 拆分 平行机

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网格密度对流场解的影响 被引量：10

5

作者 郑秋亚 王宝圆 《航空计算技术》 2000年第4期13-16,22,共5页

采用不同密度的网格 ,利用隐式时间有限差分方法对M6机翼进行了Euler方程解算 ,用Richardson外插评估数值误差 ,就网格密度对人工耗散和解的影响进行了分析。

关键词 有限差分方法 RiCharDson外插 网格密度 空气动力学 流场 数值模拟 流体力学

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全隐式E-CUSP迎风格式大攻角分离流数值模拟 被引量：1

6

作者 郑秋亚 封建湖 梁益华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期54-58,113,共6页

采用全隐式、低耗散E-CUSP格式,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程耦合Spalart-Allmaras(SA)湍流模型,模拟了细长旋成体在超声速、大攻角下的流场,分析了背风面涡的发展过程.结果表明:E-CUSP格式耦合SA湍流模型能够准确地模拟背风面的... 采用全隐式、低耗散E-CUSP格式,通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程耦合Spalart-Allmaras(SA)湍流模型,模拟了细长旋成体在超声速、大攻角下的流场,分析了背风面涡的发展过程.结果表明:E-CUSP格式耦合SA湍流模型能够准确地模拟背风面的流动分离和精细的二次涡,对横向分离具有较高的模拟精度;预测的物面压力系数分布和激波位置与实验数据吻合良好,力和力矩的相对误差在1.98%之内;E-CUSP格式可用于模拟复杂的分离流动,具有高的计算精度和效率. 展开更多

关键词 Navier-Stokes方程 数值模拟 细长体 湍流模型 迎风格式 分离涡 飞行稳定性

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三种湍流模型在跨声速绕流中的计算精度分析 被引量：1

7

作者 郑秋亚 左大海 刘三阳 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2011年第5期152-154,共3页

通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程考察Spalart-Allmaras、Wilcox’s k-ω和Menter’s SST三种湍流模型在跨声速流动中的计算精度。结果表明:Menter’s SST模型预测的力和力矩最接近实验数据;Spalart-Allmaras模型的压力分布和激波位置... 通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程考察Spalart-Allmaras、Wilcox’s k-ω和Menter’s SST三种湍流模型在跨声速流动中的计算精度。结果表明:Menter’s SST模型预测的力和力矩最接近实验数据;Spalart-Allmaras模型的压力分布和激波位置与Menter’s SST模型的一致,Wilcox’s k-ω模型的激波位置相对偏后,且预测的升力和摩擦阻力偏大。 展开更多

关键词 计算精度 NAVIER STOKES方程 跨声速流动 湍流模型

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绕翼身组合体高质量网格设计和阻力计算 被引量：1

8

作者 郑秋亚 王宝园 刘三阳 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期535-538,共4页

采用超立方体概念设计了绕翼身组合体外形的高质量连续拼接多块结构化网格,旨在构造一种通用的绕翼身组合体外形的高质量网格生成方法,提高阻力计算精度。以DLR-F4翼身组合体为例生成计算网格,采用雷诺平均Navier-Stokes方程耦合Spalart... 采用超立方体概念设计了绕翼身组合体外形的高质量连续拼接多块结构化网格,旨在构造一种通用的绕翼身组合体外形的高质量网格生成方法,提高阻力计算精度。以DLR-F4翼身组合体为例生成计算网格,采用雷诺平均Navier-Stokes方程耦合Spalart-Allmaras湍流模型进行阻力计算。超立方体网格计算的结果与实验数据吻合较好,优于其他软件和其他网格的计算结果;从而说明本文超立方体网格构建方法可行、生成的网格质量高,能改善阻力精度,该方法适用于绕相似外形的翼身组合体网格生成。 展开更多

关键词 翼身组合体 结构化网格 超立方体 NAVIER-STOKES方程

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欧拉方程数值求解的高精度通量分裂方法 被引量：1

9

作者 郑秋亚 苏宁亚 梁益华 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2545-2550,共6页

针对欧拉方程,提出一种将总能对流迎风和分压(E-CUSP)格式与加权本质无振荡(WENO)格式相耦合的新格式。在空间方向上,通过对低耗散E-CUSP格式的通量,采用高精度WENO格式进行重构;在时间方向上,使用4阶总变差递减(TVD)的Runge-Kutta方法... 针对欧拉方程,提出一种将总能对流迎风和分压(E-CUSP)格式与加权本质无振荡(WENO)格式相耦合的新格式。在空间方向上,通过对低耗散E-CUSP格式的通量,采用高精度WENO格式进行重构;在时间方向上,使用4阶总变差递减(TVD)的Runge-Kutta方法进行推进,由此得到求解欧拉方程的高精度通量分裂方法。考虑E-CUSP格式与WENO重构进行耦合得到新格式,使其空间精度进一步提高。通过对激波管问题进行数值模拟发现,新的格式相对于E-CUSP格式对激波和接触间断捕捉的效果更加精准。数值结果表明:耦合得到的新格式具有更高的准确性和稳健性。 展开更多

关键词 欧拉方程 通量分裂方法 计算流体力学 总能对流迎风和分压格式 加权本质无振荡格式

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求解Euler/Navier-Stokes方程的有限体积龙格库塔方法 被引量：1

10

作者 郑秋亚 王宝圆 +1 位作者 周磊 刘国俊 《航空计算技术》 1999年第1期14-17,共4页

提出了一个求解定常Ｅｕｌｅｒ／Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程的计算方法，求解的主管方程是积分形式的Ｅｕｌｅｒ方程或雷诺平均的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，计算方法是有限体积多步龙格库塔方法，通过在格式中加入自适应的... 提出了一个求解定常Ｅｕｌｅｒ／Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程的计算方法，求解的主管方程是积分形式的Ｅｕｌｅｒ方程或雷诺平均的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程，计算方法是有限体积多步龙格库塔方法，通过在格式中加入自适应的二阶加四阶人工粘性项以保证数值计算的稳定性，用空间变时间步长、焓阻尼来加速定常问题的收敛速度。 展开更多

关键词 有限体积 欧拉方程 N-S方程 龙格库塔法

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求解可压缩流动的低耗散E-CUSP迎风格式性能分析

11

作者 郑秋亚 梁益华 王宝园 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期336-340,共5页

采用对比分析的方法,对求解可压缩流动的低耗散E-CUSP(LDE)迎风格式的性能进行测评,目的是进一步更好地将其用于分离涡数值模拟。对比格式采用广泛使用的Roe格式。控制方程为Euler和雷诺平均Navier-Stokes方程耦合Spalart-Allmaras一方... 采用对比分析的方法,对求解可压缩流动的低耗散E-CUSP(LDE)迎风格式的性能进行测评,目的是进一步更好地将其用于分离涡数值模拟。对比格式采用广泛使用的Roe格式。控制方程为Euler和雷诺平均Navier-Stokes方程耦合Spalart-Allmaras一方程湍流模型,采用全隐式无分裂Gauss-Seidel线松驰时间推进方法。结果表明,LDE格式具有强的捕捉激波能力,计算结果与Roe格式一致,和实验数据吻合良好。相对于Roe格式,LDE格式具有较快的收敛速度。 展开更多

关键词 可压缩流 NAVIER STOKES方程 数值模拟 湍流模型 迎风格式

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多翼空空导弹复杂流场气动力计算

12

作者 郑秋亚 杨尊袍 刘国俊 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2009年第4期1-5,共5页

为了高精度地确定导弹的气动力参数,为导弹合理的气动布局提供理论依据,对绕某外形多翼空-空导弹全弹体三维绕流流场进行了雷诺平均Navier-Stokes方程数值模拟,为了使方程封闭采用了Spalart-Allmaras一方程湍流模型,计算方法为Jameson... 为了高精度地确定导弹的气动力参数,为导弹合理的气动布局提供理论依据,对绕某外形多翼空-空导弹全弹体三维绕流流场进行了雷诺平均Navier-Stokes方程数值模拟,为了使方程封闭采用了Spalart-Allmaras一方程湍流模型,计算方法为Jameson的有限体积多步Runge-Kutta时间推进法和空间中心差分耦合人工粘性项,使用分区技术,通过求解椭圆型偏微分方程方法生成了连续拼接式多块结构化网格,在超音速带有攻角和有滚转角或无滚转角的条件下,获得了导弹弹体、舵翼和副翼上的气动力和力矩,计算结果与实验数据以及其它程序的计算结果吻合较好。结果表明:文中算法可用于真实复杂外形导弹、复杂流态下的气动力计算。 展开更多

关键词 雷诺平均Navier—Stokes方程 湍流模型 有限体积方法

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用于复杂流场数值模拟的重叠/嵌套网格方法

13

作者 郑秋亚 《航空计算技术》 1998年第2期56-58,共3页

介绍了一类用于复杂流场数值模拟的重叠／嵌套网格方法。它是一类多块结构化网格，可用于有或无多重网格加速收敛技术的有限体积、有限差分等计算。其基本思想是把复杂流场的计算区域化分成相对简单的子区域，每个子区域上的网格可以独... 介绍了一类用于复杂流场数值模拟的重叠／嵌套网格方法。它是一类多块结构化网格，可用于有或无多重网格加速收敛技术的有限体积、有限差分等计算。其基本思想是把复杂流场的计算区域化分成相对简单的子区域，每个子区域上的网格可以独立生成；网格界面之间的流场信息交换通过三线性插值来实现，通过修改流场解算方法来排除洞中的点。 展开更多

关键词 重叠/嵌套网格 有限体积 有限差分 流场分析

全文增补中

五阶WENO格式求解一维Euler方程 被引量：1

14

作者 王亚萍 郑秋亚 +1 位作者 苏宁亚 梁益华 《航空计算技术》 2019年第1期88-92,共5页

应用加权本质无震荡(WENO)格式耦合低耗散E-CUSP格式,空间采用低耗散E-CUSP迎风格式,时间采用显式Runge-Kutta推进方法,分别对一维激波管问题和一维低密度流问题进行了数值模拟,发现WENO格式耦合低耗散E-CUSP算法在接触间断和激波处的... 应用加权本质无震荡(WENO)格式耦合低耗散E-CUSP格式,空间采用低耗散E-CUSP迎风格式,时间采用显式Runge-Kutta推进方法,分别对一维激波管问题和一维低密度流问题进行了数值模拟,发现WENO格式耦合低耗散E-CUSP算法在接触间断和激波处的捕捉效果有了显著地提高。结果表明,WENO格式精度高,稳定性能好,将WENO格式耦合低耗散E-CUSP算法应用到一维Euler方程的数值解中,对接触间断和激波的捕捉能力较强,尤其是对激波的捕捉能力,仅需要2～3个网格单元,为后续将其推广到二维问题上做了良好的铺垫。 展开更多

关键词 计算流体力学 E-CUSP格式 加权本质无震荡格式 一维Euler方程 低密度流 激波管

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一种求解欧拉方程的高精度数值格式

15

作者 任琴琴 白晓雅 +1 位作者 郑秋亚 梁益华 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第4期569-576,共8页

为了优化加权本质无振荡(weighted essentially non-oscillatory,WENO)格式在流体力学中的计算性能,在WENO-JS格式和WENO-M格式加权方法研究分析的基础上,基于广义不可分差分算子推导出新局部光滑因子,构造出WENO-NS格式。将总能对流迎... 为了优化加权本质无振荡(weighted essentially non-oscillatory,WENO)格式在流体力学中的计算性能,在WENO-JS格式和WENO-M格式加权方法研究分析的基础上,基于广义不可分差分算子推导出新局部光滑因子,构造出WENO-NS格式。将总能对流迎风和分压(E-CUSP)格式与七阶WENO-NS格式耦合得到新格式。在空间层上,采用七阶WENO-NS格式重构低耗散E-CUSP格式中的通量;在时间层上,采用四阶总变差递减的龙格-库塔(total variation decreasing Runge-Kutta,TVD-Runge-Kutta)方法推进,对一维激波管问题进行了数值模拟。观察可得,耦合的E-CUSP-WENO-NS7对接触间断和激波的捕捉更为精确。结果分析表明,耦合的新格式可以更陡峭地捕捉到激波,计算结果精度高,稳定性能好。 展开更多

关键词 欧拉方程 总能对流迎风和分压(E-CUSP)格式 WENO-NS格式 光滑因子 高精度

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飞机/进气道系统内外流场计算

16

作者 刘国俊 王永宝 +2 位作者 郑秋亚 程平 王宝园 《航空计算技术》 1992年第1期8-11,共4页

为了对飞机/进气道系统内外流场进行数值模拟,本文提出并研制了计算定常(或非定常)外压式飞机/进气道系统内外流场的计算方法和程序。它适用于任意几何外形的飞机/进气道在亚音速、跨音速或超音速来流条件下的内外流场和气动参数计算。... 为了对飞机/进气道系统内外流场进行数值模拟,本文提出并研制了计算定常(或非定常)外压式飞机/进气道系统内外流场的计算方法和程序。它适用于任意几何外形的飞机/进气道在亚音速、跨音速或超音速来流条件下的内外流场和气动参数计算。求解的主管方程是在一般曲线坐标下的 Euler 方程、简化/雷诺平均的 Navier-Stokes方程。用隐式时间差分和近似因式分解方法离散和求解.针对飞机/进气道的复杂流场,本文采用了贴体网格生成技术和分区域方法.对于湍流流动,把 Baldwin-Lomax 湍流模型推广到飞机/进气道内外流场计算并使用了壁面律计算公式。应用上述方法对绕翼型的亚、跨音速、绕可压缩拐角的超音速湍流以及飞机进气道系统内外流场进行了计算,计算结果与实验数据和其它计算结果符合较好。 展开更多

关键词 飞机 进气道 内外流场 计算

全文增补中