3维Mortar谱元法模拟Kelvin-Helmhtz不稳定性混合层

摘要：

采用Mortar谱元法和多处理器并行计算技术模拟了Kelvin- Helmhtz界面不稳定性湍流的混合发展过程,通过对混合层动量厚度、能谱和总动能的计算,评估了Kelvin-Helmhtz混合层的演化机理.计算结果表明:3维Mortar谱元法具有高计算精度和光滑区域的指数收敛特性,可以有效模拟混合层流动的湍流混合和演化,能够捕捉到涡的合并现象和大涡到小涡的级联过程；初期的混合层层流运动发展成具有连续谱结构的湍流运动过程,实现了Kelvin-Helmhtz界面不稳定性混合层流动从2维发展到3维的转捩特征,总湍流统计动能的变化反映了粘性耗散过程的作用.通过对Kelvin-Helmhtz 3维界面不稳定性混合层流动和3维层流向湍流转捩过程的数值模拟,程序的有效性得到了验算,表明谱元法应用于湍流混合模拟是可行的.

关键词：谱元法、不稳定性、混合层、多处理器、并行计算

所属期刊栏目：24

分类号：O357.8;O368(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金项目11072226;国防科技重点实验事基金项目9140C67100109103

在线出版日期：2012-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：383-388