非定常不可壓流的顯式緊緻差分算法研究

《非定常不可壓流的顯式緊緻差分算法研究》是依託復旦大學，由田振夫擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：非定常不可壓流的顯式緊緻差分算法研究
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：田振夫

項目摘要

非定常流動的高精度實驗與數值模擬方法已被列為力學學科重點關注領域的重要發展方向之一。非定常流動與控制的數值模擬或要求準而快，或要求穩而長。發展計算流體力學（CFD）的具有並行本性的高解析度、高精度算法是CFD研究及更準確、省時、穩定的模擬、預測和控制非定常流動問題的一個核心和關鍵。.基於高性能並行計算非定常流動的目標，本申請將建立、發展並研究空間導數任意階精度的三點顯式緊緻格式、非定常流動模型方程具有並行秉性的高穩定性的顯式差分格式、求解非定常不可壓流動基本控制方程組的顯式緊緻差分算法；並在此基礎上編制串、並行計算程式，完成對不可壓槽道湍流和雙擴散對流系統等典型多尺度、複雜流動問題的精準模擬。本申請研究將有助於豐富CFD的研究方法和手段，促進CFD新方法和新理論的發展；也將有助於高性能軟體的開發和高性能計算的套用，推動高性能計算技術的發展

結題摘要

非定常流動與控制的數值模擬或要求準而快，或要求穩而長。發展計算流體力學（CFD）的具有並行本性的高解析度、高精度算法是CFD 研究及更準確、省時、穩定的模擬、預測和控制非定常流動問題的一個核心和關鍵。項目按照研究計畫完成了基於高性能並行計算非定常流動的目標內容。通過本項目支持，課題組完成與項目研究內容相關的研究論文19篇（其中已發表13篇），完成研究生學位論文7篇。本項目取得的主要研究成果如下：建立、發展並研究了空間導數任意階精度的三點顯式緊緻格式、非定常流動模型方程具有並行秉性的高穩定性的顯式差分格式、求解非定常不可壓流動基本控制方程組的顯式緊緻差分算法；並在此基礎上編制串、並行計算程式，完成對不可壓驅動方腔、自然對流、雙周期雙剪下層流動和雙擴散對流系統等典型多尺度、複雜流動問題的精準模擬；探索了外磁場作用下導電流體的高精度數值模擬方法、適於水動力流噪聲計算的低色散、低耗散時空高精度差分算法等。本項目的研究將有助於豐富CFD 的研究方法和手段，促進CFD 新方法和新理論的發展；也將有助於高性能軟體的開發和高性能計算的套用，推動高性能計算技術的發展。