基于梯度重构的广义曲线坐标与动态网格域流动模拟应用
流体动力学
2023-03-21 v1
摘要
实际感兴趣的高精度高速流动模拟需要具有高分辨率特性的数值方法。在本文中，我们提出并演示了由 Chamarthi (2022) [1] 引入的高精度基于梯度的重构与 -阻尼格式在广义曲线坐标与动态网格域中模拟具有自由流保持特性的高速流动的扩展。本文第一部分在广义曲线坐标框架内详述了算法，重点通过静止与动态网格测试用例进行演示。理论上和通过测试用例均已表明，守恒度量（包括插值到单元界面的度量）必须使用与无黏通量算法一致的中央格式进行数值计算，以实现自由流保持特性。论文第二部分通过展示算法在模拟超声速喷流啸叫中的效能，表明其能够捕捉啸叫音调并准确刻画马赫数 1.35 欠膨胀超声速喷流的非定常横向拍动模态，而 WENO-Z 格式在相同网格分辨率下无法做到。论文最后一部分展示了该格式在 GPU 架构上的可并行性并评估了性能度量。对于 1300 万单元网格分辨率的超声速喷流噪声算例，实现了超过 的显著加速（相较于单核 CPU），并将模拟完成时间缩短至每次模拟 34.5 小时。
引用
@article{arxiv.2303.10785,
title = {On the Application of Gradient Based Reconstruction for Flow Simulations on Generalized Curvilinear and Dynamic Mesh Domains},
author = {Hemanth Chandravamsi and Amareshwara Sainadh Chamarthi and Natan Hoffmann and Steven H. Frankel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.10785},
year = {2023}
}