基于并行計算的三維可壓混合層大渦模擬.pdf

1、本文的研究內(nèi)容屬于計算流體力學和計算機應用研究領域的交叉領域，課題源于南京理工大學彈道國防科技重點實驗室主任基金。 本文分別從理論分析、數(shù)值模擬以及并行計算的設計與實施三個方面對三維可壓混合層流動過程進行了研究，并通過數(shù)值結果對其整個混合過程及其湍流的擬序結構的出現(xiàn)、發(fā)展與演變過程進行了討論。 本文所討論的是在一個有上下兩層不同氣體介質的流動空間內(nèi)，設定不同的初始密度比，速度比以及不同的初始擾動等條件來進行計算分析混合層

2、流動過程的發(fā)展狀態(tài)，并與實驗結果進行對比；并將并行計算的思想加入到程序中，能夠在計算時提高程序的計算效率。 通過建立數(shù)學模型，利用大渦模擬方法（LES）對馬赫數(shù)為0.65的可壓縮氣體混合層的三維流動進行了數(shù)值模擬，計算結果顯示了混合層流動的三維瞬態(tài)發(fā)展過程以及流動過程中渦的產(chǎn)生，生長，破裂，以及渦列的形成與各渦的合并過程，揭示了可壓混合層三維演變過程中同樣具有自相似性，計算結果與實驗結果相符。同時還討論了混合層初始狀態(tài)條件下不同

3、擾動、不同初始速度比以及不同初始密度比對混合層演變過程的影響。并試探性的研究了大速度情況下的混合層流動，也取得了很好的效果。 并行計算的加入也是本課題的一大重點。在原有程序的基礎之上，為了將程序的計算速度提高而引進了并行設計。它能夠大大提高程序計算的效率，為我們以后遇到類似的問題而作準備。我們選擇MPI（Message Passing Interface）并行設計，以C語言作為平臺，利用Linux作為操作系統(tǒng)，5臺電腦同時運行計