适用于涡激振荡问题研究的并行高精度方法

摘要：

提出了一种用于研究大振幅及物体间小间距等极端情况下涡激振荡(VIV)问题的高精度方法.该方法针对三角形/四边形非结构混合网格,采用高精度谱差分(SD)格式对Navier-Stokes方程进行空间离散.通过引入非均匀滑移网格方法,将计算域分割成多个互相不重合的子区域,从而实现了子区域网格的独立变形,子区域之间通过粘接元进行信息传递.采用全耦合方法精确求解VIV问题中流体和固体间的相互作用.通过研究并行策略以及使用消息传递接口,实现了求解器的并行计算能力.数值模拟表明:对于无黏和有黏流动问题,该方法均能保持SD方法的高精度特性;对于动网格下的定常均匀来流,求解器能够做到自由流保持;单个圆柱VIV问题仿真与现有文献结果符合较好,验证了方法的可靠性;对于流场变形情况比较复杂的涡激振荡问题,求解器可以有效实现网格变形,并具有理想的并行效率.

关键词：流固耦合、高精度格式、谱差分方法、滑移网格、涡激振荡、并行计算

所属期刊栏目：40

分类号：V211.3(基础理论及试验)

资助基金：国家自然科学基金11602296,11802179

在线出版日期：2019-05-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：87-100