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题名中等雷诺数方柱绕流的直接数值模拟及涡系分析
被引量：6
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作者
王建春
吴乘胜
王星
徐金秀
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机构
中国船舶科学研究中心水动力学重点实验室
江南计算技术研究所
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出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2019年第8期893-905,共13页
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基金
装备预研重点实验室基金（614220301010117）
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文摘
作为一种典型的钝体绕流,方柱绕流具有物体几何外形简单而流场结构非常复杂的特性,常规的基于RANS的数值计算方法难以准确模拟。DNS不使用任何湍流模型,直接求解完整的非定常流动控制方程组,模拟包括脉动在内的湍流所有非定常流动量的时空演变过程,是湍流数值模拟中最精确的方法,在复杂流动数值模拟方面的应用潜力巨大。本文自主设计和编制并行数值模拟程序,使用基于"神威·太湖之光"国产CPU架构的大规模并行计算,开展了中等雷诺数(Re=10 000)方柱绕流的直接数值模拟。其中:不可压N-S方程组采用基于交错网格的有限体积法离散;压力-速度耦合采用SIMPLE算法处理;离散得到的代数方程组采用Gauss-Seidel迭代求解;时间步进采用Euler隐式格式,对流项采用QUICK格式,耗散项采用中心差分格式;数值模拟程序的并行化使用MPI方法处理。文中重点分析了方柱绕流的复杂涡系结构,同时给出了部分湍流统计结果,并通过与RANS和LES模拟结果的对比分析,展现了DNS在复杂精细流场模拟方面的优势。
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关键词
直接数值模拟
方柱绕流
涡系结构
MPI并行
国产cpu架构
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Keywords
DNS(Direct Numerical Simulation)
flow past square cylinder
vortex structure
MPI(Message Passing Interface)
homebred cpu frame
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分类号
O357.5
[理学—流体力学]
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